钽电容发热量怎么计算？

只看该作者 · 2014-11-20 09:22

现在有一射频脉冲电路，9V供电。工作周期为2kHz，占空比为5%，也就是说只在这25us的时间内工作。要求电源的纹波在10%以内。在25us的工作时间内，峰值电流达20A。

我的理解是，根据公式i=c*du/dt可以计算电容的容值。du取0.9v，dt取25us，i取20A，c算出556uF。
经查阅，330uF的钽电容ESR有几十毫欧到一百多毫欧，如果按照p=i*i*ESR，i取20A，算出的发热功率也很大。电容没准会爆炸。

现在的疑惑是，如果按照我的数学模型计算可能是有问题的，不知道对不对。请各位前辈高人不吝指教！

只看该作者 · 2014-11-20 15:51

顶顶

只看该作者 · 2014-11-20 20:51

建立增加电容的个数，电容的个数N= -（ESR X （C/t))* lN V; 再根据规格书的UF对应的ESR代到公式里计算，
看看并几个电容能达到你的要求。比如说220UF 用3个的话，流过每颗的电流只有单颗的1/3 ；按照p=i*i*ESR
计算的话，是不是小了很多.

3万 · 2014-11-20 21:26

〓电容器及其应用 263页 41.8M 〓
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只看该作者 · 2014-11-20 21:35

是的，钽电容不适合用在冲击电流大的场合。

4万 · 2014-11-20 22:15

楼主的算法不对，不会有那么大的充放电电流。要计算，根据RC时间常数，还要考虑电源内阻、负载的变动等等。
对于电压波动较大的电源滤波不能以钽电解为主滤波电容，必须使用铝电解，高频去耦可以用钽电解和陶瓷电容，也可以不用钽电解。

只看该作者 · 2014-11-21 09:04

T叔和chunyang大师给俺回帖了，荣幸啊！T叔的《电容器手册》我昨天去图书馆借了一本，钽电容的爆炸，很多时候就是因为纹波电流太大，在ESR上产生热量无法散热造成。所里做的TR组件，里面的钽电容经常爆炸，应该就是这个原因。
我在想，我们很多板子上有钽电容，没有爆炸的原因应该是：电源本身有一定内阻，供电用的电缆也有电阻，在上电的瞬间不会出现大的纹波电流，因为电压从0升到VCC可能需要几毫秒，算下来的纹波电流并不大。也就是chunyang大师提到的RC充放电常数。
由此联想到在功率较大的开关电源中，钽电容应该比较容易爆炸，在开关管关闭后，冲击电流比较大。