储能电容的设计与计算

储能电容是电源中比较重要的部件，主要用来提供输出电源的脉冲电流能量，要求容量大、瞬间放电特性好。根据电源设计最大量储能电容的设计方法为：

E=Umax∗ Imax∗ Td （1）

例当输出脉冲Umax = 100V，Imax = 100A，Td = 300uS,单位时间周期内所释放的最大能量为E =100V * 100A * 300uS * 10-6 = 3J.

由于E=1

2 CU1∗U1 − 1

2

CU2∗U2（2）

假设输出的电流脉冲电压的下跌量为ΔU = 5V，即U1 = 100V，U2 = 95V，由（2）式得C = 6154uF，考虑到储能电容C存在ESR（等效串联电阻）和ESL（等效串联电感）以及纹波电流的影响，综合考虑并结合现有储能电容型号，可以取6800uF。

在当前单位周期内DC-DC升压模块要对前一单位周期内储能电容释放的能量进行补偿，

由C=ΔQ

ΔU =T –Td ∗I

ΔU

（3）

由（3）式推算得储能电容的充电电流为I = 0.68A，考虑到初始储能电容的电能为零，且所用的模块最大输出电流为1.5A，所以设计恒流充电电路时，可将电流限制在1.2A。

再例如

输出脉冲Umax = 40V，Imax = 18A，Td = 500uS,计算得E = 0.36J

ΔU = 5V，U1 = 40V，U2 = 35V，由（2）式得C =1920uF，取为2200uF

由（3）式计算得充电电流为I = 22A