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本人总结的一个电容降压输出电流计算公式:

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楼主
t.jm|  楼主 | 2008-6-10 16:12 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
电容降压电路用的人还蛮多,但是很多人都不会计算输出电流,看他们都用阻抗的方法计算,
其实是错的,其一是有Vout输出时电路是非线性的,不能用线性公式计算,其二阻抗算出的电流是有效值,比输出端的整流平均直大了1.1倍。
依据基尔霍夫电压定律(KVL)和电容的公式c=q/v,而1A=1q/s,我总结出一个电容降压输出电流计算公式:

全波:
2 Freq ( 2 Sqrt[2] Vin - 2 Vout) Cap
说明:
2 Freq表示1S内有2 Freq次充放电,
2 Sqrt[2] Vin - 2 Vout,表示放电电压的变化量。

半波:
Freq ( 2 Sqrt[2] Vin - Vout) Cap
这个公式的优美之一是不关Pi事,而阻抗计算用到Pi.
之二是从因子( 2 Sqrt[2] Vin - 2 Vout)可以看出,电容降压电路有倍压能力,
即开路输出可以达到2 Sqrt[2] Vin,所以千万不能开路.

使用此电路时切记,电路不带隔离,高压危险。
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沙发
xwj| | 2008-6-10 16:24 | 只看该作者

最简易的近似运算就是:电流I=电容量(uf)/15(A)

半波整流获得的电流减半

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板凳
computer00| | 2008-6-10 16:27 | 只看该作者

我一般是估算,保留一定余量,不会算那么细致...

在输出电压低的情况下,输出电压可以忽略。

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地板
t.jm|  楼主 | 2008-6-10 16:34 | 只看该作者

所以俺有点沾沾自喜啊,多优美而精确的公式啊!

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5
computer00| | 2008-6-10 16:35 | 只看该作者

老X的近似是在输入电压为220V,频率为50Hz,输出电压低的条件下

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6
xwj| | 2008-6-10 16:38 | 只看该作者

呵呵,当然

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7
liuwx818| | 2008-6-13 21:34 | 只看该作者

不懂,不详细说明

不懂,不详细说明

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8
t.jm|  楼主 | 2008-6-13 22:51 | 只看该作者

LS我已做简单说明了,

如果输入电源是个±200V的方波就好理解了吧,此时用阻抗方法已无法下手,而电容的充放电反而简单精确!

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9
LGZ2006| | 2008-6-14 09:30 | 只看该作者

呵呵,不要沾沾自喜

做为精确分析,这个公式远不够
做为工程计算,这个又不够简捷

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10
maychang| | 2008-6-16 09:16 | 只看该作者

回楼上 LGZ2006

这个公式应该够精确了吧?其中只忽略了整流二极管压降。

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11
t.jm|  楼主 | 2008-6-16 11:20 | 只看该作者

回maychang,其实二极管压降压降我是有考虑的,

只是写出来更不容易看懂,
对于9楼,我反而认为我的公式是最简洁而且精确的.
我估计像xwj的公式也来源于阻抗计算的变形.
而很多人用阻抗计算时没有考虑到:
阻抗计算结果是有效值,而输出是整流平均值,结果是估大1.1倍.

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12
maychang| | 2008-6-16 11:36 | 只看该作者

同意

这个比按容抗计算准确。

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13
xwj| | 2008-6-16 11:36 | 只看该作者

LS,高输入电压,且低输出电压时近似恒流源

由于功率因素极低,实部阻抗基本上可以忽略,此时完全可以只算虚部阻抗,误差也会远小于10%

而且工程估算谁会去带个计算器算平方、开方?不要说你能精确得口算开方哦


而且,电容降压必须得实并联稳压,根据大致的计算误差、电源波动留出足够的电流余量即可

什么“阻抗计算结果是有效值,而输出是整流平均值,结果是估大1.1倍.”纯粹实你的想当然,
加上整流、不同值的滤波电容后,电流该估大、还是估小、还是不变、或者该调整个什么比例,根本就不是你想的那么回事

因此在设计上估算时就要留出余量

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14
maychang| | 2008-6-16 11:41 | 只看该作者

“工程估算谁会去带个计算器算平方、开方?”

我总把计算器放在手边,天天用。别说平方开方,对数三角也常用到。
xwj不大可能计算开关电源变压器也不用计算器吧?

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15
t.jm|  楼主 | 2008-6-16 12:00 | 只看该作者

关键的一点我们虽然是中国电工,大多数时候却为美国做事,

不考虑频率是不行的!
再说不考虑频率时可以把平方先算好,不就更简洁了吗?

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16
xwj| | 2008-6-16 12:05 | 只看该作者

注意,这里实说电容降压输出电流计算,本来就只要简单估

毕竟电容的误差本身就不小,你精确到多少多少位也是没用的


比如说你买个变压器,难道你非要把电压、电流计算得很精确?
还不就是能口算得精度就行了?



至于开关电源变压器的计算,也不觉得哪个参数非要特别精确的,好像也用不到什么平方开方,对数三角之内的计算啊
除非是做高端的谐振电源,那就不是“工程估算”的范畴了

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17
LGZ2006| | 2008-6-16 22:43 | 只看该作者

"容抗"是对"充放电"的高度抽象

楼主考虑了常见公式的两点,"其一是有Vout输出时电路是非线性的,不能用线性公式计算,其二阻抗算出的电流是有效值,比输出端的整流平均直大了1.1倍".
我说,其一,"创新"公式中不是照样有Vout这个非线性项么?其二,怎么知道电容在每个半周期是充满了的?
实际上,Vout在几十伏时,数学可以证明经典公式估算偏差不过1~2%,比起电源电压偏差完全可以忽略不计.1.1倍有什了不起,经典公式中再*0.9不就完事了.
实践中,还没听说有嫌经典公式不合适的.
在交变电路中,应尽量应用"容抗"概念.工程中,要避免进入"精确的基础原理"误区.

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18
xwj| | 2008-6-16 22:57 | 只看该作者

和LS一样的观点

要抓住最需要把握的精度要求和最重要的影响点,
其他的... 随意估算

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19
t.jm|  楼主 | 2008-6-16 23:29 | 只看该作者

17楼,模拟还得多学学,

正是因为看到很多高手也在用错误的方法计算,所以我才贴出来!说白了,我再出个题,第一题如果输入是三角波,第二题如果输入是方波,你怎么算?傅利叶变换还是直接求?
看了你反驳的第一条,说明你还不了解电容,这是低功率数的对应,即电压峰直时电流为零!

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20
t.jm|  楼主 | 2008-6-17 08:19 | 只看该作者

鉴于公式与经典公式相比,太过新颖,特作些辅助说明,

其一做为一个特例,计算电容降压输出短路电流,即Uout=0V时,本公式与所谓的经典公式(积分)结果是分毫不差的,请看OUT[2]与OUT[5],OUT[3]是阻抗计算出的有效值.

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