储能电容的设计与计算
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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:
()
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(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Δ
Δ= –
Δ
(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