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[技术手册]

注意电解电容的纹波

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mickit|  楼主 | 2025-6-20 07:06 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
在开关电源中,常常有一种应力会被工程师所忽略,那就是输入电解电容的RMS电流。
如果不能正确的理解它,使用不当的话会造成电容过热,并最终导致电容过早失效。

在降压转换器中,使用下列近似公式,可以轻松计算出RMS电流。
其中Io是输出电流,D是占空比。
上面图1给出了表达式的曲线图,看起来像是个半圆形,其中50%占空比达到最大值0.5,并在0~100%占空比时有2个零交叉。

该曲线在50%占空比附近对称。在20%~80%之间,RMS电流和输出电流之间的比大于80%。

使用这一范围的占空比,可以将RMS电流粗略估计为Io的一半。在这一范围之外,需要相应去重新计算。

下面是输入电容中RMS电流的推导过程,先假设电容寄生电感无穷大。

电路以矩形脉冲(0.5D×Ipk)的RMS电流为开始,另外还去掉了DC直流分量(D×Ipk)。
总之,要注意输入电容中的RMS电流,因为过电流应力会降低电容的可靠性。

组合电容类型时更需要特别注意,因为陶瓷电容通常会允许足够高的纹波电压在并联电解电容中形成过电流状态。

如果测试发现有过电流现象,可以通过以下方法去改善:提高工作频率,增加陶瓷电容数量,增加电容ESR或者RMS额定电流。

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