折中選擇輸入電容紋波電流的線壓範圍
發布時間:2011-11-23
中心議題:
您在為一個低功耗、lixiandianyuanxuanzeshurulvbodianrongshi,huichuxianyizhongyouqudequanhengguocheng。ninyaozhezhongdixuanqudianrongdewenbodianliuedingzhi,yishihedianyuangongzuosuoxudedianyafanwei。tongguozengjiashurudianrong,ninkeyihuodegengduowenbodianliudetongshihaikeyitongguojiangdishurudianrongdeyajianglaisuoxiaodianyuandegongzuoshurudianyafanwei。zheyangzuohuiyingxiangdianyuande變壓器匝數比以及各種電壓及電流應力。電容紋波電流額定值越大,應力越小,電源效率也就越高。
圖 1 和圖 2 顯示了離線電源中使用的兩種整流器配置結構。圖 1 為一個全波橋接,其中,AC 輸入電壓經過簡單整流以後便被送至電容。這種電路常見於寬範圍 AC 和 230 伏 AC 應用中。電容充電至正弦波峰值,然後在大部分半周期放電。電容紋波電流包括兩個部分:首先是充電周期,其電流由電容值和所應用的 dV/dt 決定;其次是電容放電。電源起到恒定電源負載的作用,因此電容以非線性速率實施放電,其計算方法為:W = ½ * C *V^2 = P * dt。
圖 1 用於許多離線設計中的全波橋接
圖 2 描述了一種倍壓器整流配置結構,許多 115/230 VAC 應用都使用了這種結構。如果您有一個 230 VAC 應用,則您的輸入級需要處理最大輸入電壓(265 VAC)乘以峰值因數這麼大的電壓,其接近 400 伏。在與一個 115 VAC 輸入一起使用時,倍壓器將經過整流的電壓,增壓至接近 230 VAC 輸入電平。我們可以專為 230 VAC 線(xian)壓(ya)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan),以(yi)此(ci)來(lai)減(jian)小(xiao)電(dian)源(yuan)工(gong)作(zuo)的(de)整(zheng)流(liu)後(hou)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)。我(wo)們(men)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)跳(tiao)線(xian)或(huo)者(zhe)開(kai)關(guan),來(lai)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)整(zheng)流(liu)器(qi)配(pei)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)切(qie)換(huan)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)唯(wei)一(yi)缺(que)點(dian)是(shi)偶(ou)爾(er)出(chu)現(xian)人(ren)為(wei)倍(bei)增(zeng) 230 VAC 輸入的情況,從而對電源造成嚴重破壞。圖 2 顯(xian)示(shi)了(le)倍(bei)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)的(de)一(yi)些(xie)波(bo)形(xing)。電(dian)容(rong)之(zhi)間(jian)不(bu)帶(dai)電(dian)。兩(liang)個(ge)整(zheng)流(liu)器(qi)交(jiao)替(ti)對(dui)每(mei)個(ge)電(dian)容(rong)施(shi)加(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)。一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)中(zhong),每(mei)個(ge)電(dian)容(rong)都(dou)被(bei)充(chong)電(dian)至(zhi)峰(feng)值(zhi)線(xian)壓(ya),這(zhe)樣(yang)它(ta)們(men)每(mei)個(ge)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)線(xian)頻(pin)率(lv)紋(wen)波(bo)部(bu)分(fen)。由(you)於(yu)電(dian)容(rong)為(wei)異(yi)相(xiang)位(wei)充(chong)電(dian),因(yin)此(ci)其(qi)和(he)的(de)紋(wen)波(bo)頻(pin)率(lv)為(wei)線(xian)頻(pin)率(lv)的(de)兩(liang)倍(bei)。
圖 3 顯示了四種整流器/輸入電壓方法的 uF/W 標準化壓降。共有三種全波橋接方法,適用於低線壓美國(108 VAC/60 Hz)、低線壓日本(85 VAC/50 Hz)和低線壓歐洲(216 VAC/50 Hz)。另(ling)外(wai),還(hai)有(you)一(yi)個(ge)低(di)線(xian)壓(ya)日(ri)本(ben)的(de)倍(bei)壓(ya)器(qi)。就(jiu)全(quan)波(bo)橋(qiao)而(er)言(yan),標(biao)準(zhun)化(hua)過(guo)程(cheng)隻(zhi)需(xu)將(jiang)電(dian)容(rong)除(chu)以(yi)功(gong)率(lv)。在(zai)倍(bei)壓(ya)器(qi)中(zhong),標(biao)準(zhun)化(hua)方(fang)法(fa)是(shi)將(jiang)兩(liang)個(ge)串(chuan)聯(lian)電(dian)容(rong)之(zhi)一(yi)的(de)電(dian)容(rong)除(chu)以(yi)功(gong)率(lv)。要(yao)想(xiang)使(shi)用(yong)該(gai)曲(qu)線(xian)圖(tu),請(qing)首(shou)先(xian)確(que)定(ding)您(nin)的(de)整(zheng)流(liu)器(qi)配(pei)置(zhi)結(jie)構(gou),並(bing)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)壓(ya)降(jiang)。之(zhi)後(hou),您(nin)隻(zhi)需(xu)讀(du)取(qu)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)的(de) uF/W 便可。最後,通過乘以您的功率,便可去標準化。
圖 3 大電容可減小輸入線壓範圍並提高效率
之後,您便可以利用圖 4 來計算電容的紋波電流額定值。圖 4 顯xian示shi了le標biao準zhun化hua紋wen波bo電dian流liu與yu標biao準zhun化hua輸shu入ru電dian容rong的de對dui比bi關guan係xi。有you趣qu的de是shi,紋wen波bo電dian流liu並bing非fei與yu電dian容rong密mi切qie相xiang關guan。這zhe是shi因yin為wei在zai放fang電dian期qi間jian,電dian流liu由you一yi個ge來lai自zi負fu載zai的de接jie近jin於yu恒heng定ding的de電dian流liu所suo決jue定ding。隻zhi有you在zai充chong電dian周zhou期qi,電dian流liu才cai會hui極ji為wei不bu同tong。電dian容rong (uF/W) 減小時,漸進紋波電流增加,這時便出現上述情況。更大電容、更小傳導角時,峰值電流更高。請注意,該曲線圖僅包括線頻率紋波電流,並未包括高頻電源紋波電流效應。
圖 4 增加 uF/W 不會明顯增加輸入電容紋波電流
總之,設計人員在選擇輸入電容和整流器配置結構時進行一些折中處理非常重要。如果選擇寬範圍應用的全波橋接,則電源可能需要在 4:1 輸(shu)入(ru)範(fan)圍(wei)工(gong)作(zuo)運(yun)行(xing)。如(ru)果(guo)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)選(xuan)擇(ze)在(zai)設(she)計(ji)中(zhong)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)倍(bei)壓(ya)器(qi)來(lai)減(jian)小(xiao)這(zhe)一(yi)範(fan)圍(wei),則(ze)存(cun)在(zai)用(yong)戶(hu)誤(wu)操(cao)作(zuo)導(dao)致(zhi)出(chu)現(xian)過(guo)電(dian)壓(ya)的(de)隱(yin)患(huan)。根(gen)據(ju)本(ben)文(wen)提(ti)供(gong)的(de)曲(qu)線(xian)圖(tu)來(lai)選(xuan)擇(ze)正(zheng)確(que)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong),可(ke)以(yi)在(zai)一(yi)定(ding)程(cheng)度(du)上(shang)限(xian)製(zhi)工(gong)作(zuo)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)。下(xia)次(ci),我(wo)們(men)將(jiang)討(tao)論(lun)一(yi)種(zhong)價(jia)格(ge)低(di)廉(lian)的(de)電(dian)源(yuan)保(bao)護(hu)鎖(suo)閉(bi)電(dian)路(lu),敬(jing)請(qing)期(qi)待(dai)。
- 折中選擇輸入電容紋波電流的線壓範圍
- 大電容可減小輸入線壓範圍並提高效率
- 增加 uF/W 不會明顯增加輸入電容紋波電流
您在為一個低功耗、lixiandianyuanxuanzeshurulvbodianrongshi,huichuxianyizhongyouqudequanhengguocheng。ninyaozhezhongdixuanqudianrongdewenbodianliuedingzhi,yishihedianyuangongzuosuoxudedianyafanwei。tongguozengjiashurudianrong,ninkeyihuodegengduowenbodianliudetongshihaikeyitongguojiangdishurudianrongdeyajianglaisuoxiaodianyuandegongzuoshurudianyafanwei。zheyangzuohuiyingxiangdianyuande變壓器匝數比以及各種電壓及電流應力。電容紋波電流額定值越大,應力越小,電源效率也就越高。
圖 1 和圖 2 顯示了離線電源中使用的兩種整流器配置結構。圖 1 為一個全波橋接,其中,AC 輸入電壓經過簡單整流以後便被送至電容。這種電路常見於寬範圍 AC 和 230 伏 AC 應用中。電容充電至正弦波峰值,然後在大部分半周期放電。電容紋波電流包括兩個部分:首先是充電周期,其電流由電容值和所應用的 dV/dt 決定;其次是電容放電。電源起到恒定電源負載的作用,因此電容以非線性速率實施放電,其計算方法為:W = ½ * C *V^2 = P * dt。

圖 1 用於許多離線設計中的全波橋接
圖 2 描述了一種倍壓器整流配置結構,許多 115/230 VAC 應用都使用了這種結構。如果您有一個 230 VAC 應用,則您的輸入級需要處理最大輸入電壓(265 VAC)乘以峰值因數這麼大的電壓,其接近 400 伏。在與一個 115 VAC 輸入一起使用時,倍壓器將經過整流的電壓,增壓至接近 230 VAC 輸入電平。我們可以專為 230 VAC 線(xian)壓(ya)設(she)計(ji)一(yi)個(ge)電(dian)源(yuan),以(yi)此(ci)來(lai)減(jian)小(xiao)電(dian)源(yuan)工(gong)作(zuo)的(de)整(zheng)流(liu)後(hou)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)。我(wo)們(men)通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)一(yi)個(ge)跳(tiao)線(xian)或(huo)者(zhe)開(kai)關(guan),來(lai)實(shi)現(xian)不(bu)同(tong)整(zheng)流(liu)器(qi)配(pei)置(zhi)之(zhi)間(jian)的(de)切(qie)換(huan)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)的(de)唯(wei)一(yi)缺(que)點(dian)是(shi)偶(ou)爾(er)出(chu)現(xian)人(ren)為(wei)倍(bei)增(zeng) 230 VAC 輸入的情況,從而對電源造成嚴重破壞。圖 2 顯(xian)示(shi)了(le)倍(bei)壓(ya)器(qi)電(dian)路(lu)的(de)一(yi)些(xie)波(bo)形(xing)。電(dian)容(rong)之(zhi)間(jian)不(bu)帶(dai)電(dian)。兩(liang)個(ge)整(zheng)流(liu)器(qi)交(jiao)替(ti)對(dui)每(mei)個(ge)電(dian)容(rong)施(shi)加(jia)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)。一(yi)個(ge)周(zhou)期(qi)中(zhong),每(mei)個(ge)電(dian)容(rong)都(dou)被(bei)充(chong)電(dian)至(zhi)峰(feng)值(zhi)線(xian)壓(ya),這(zhe)樣(yang)它(ta)們(men)每(mei)個(ge)都(dou)有(you)一(yi)個(ge)線(xian)頻(pin)率(lv)紋(wen)波(bo)部(bu)分(fen)。由(you)於(yu)電(dian)容(rong)為(wei)異(yi)相(xiang)位(wei)充(chong)電(dian),因(yin)此(ci)其(qi)和(he)的(de)紋(wen)波(bo)頻(pin)率(lv)為(wei)線(xian)頻(pin)率(lv)的(de)兩(liang)倍(bei)。

圖 2 倍壓器減小電源線壓範圍
[page]圖 3 顯示了四種整流器/輸入電壓方法的 uF/W 標準化壓降。共有三種全波橋接方法,適用於低線壓美國(108 VAC/60 Hz)、低線壓日本(85 VAC/50 Hz)和低線壓歐洲(216 VAC/50 Hz)。另(ling)外(wai),還(hai)有(you)一(yi)個(ge)低(di)線(xian)壓(ya)日(ri)本(ben)的(de)倍(bei)壓(ya)器(qi)。就(jiu)全(quan)波(bo)橋(qiao)而(er)言(yan),標(biao)準(zhun)化(hua)過(guo)程(cheng)隻(zhi)需(xu)將(jiang)電(dian)容(rong)除(chu)以(yi)功(gong)率(lv)。在(zai)倍(bei)壓(ya)器(qi)中(zhong),標(biao)準(zhun)化(hua)方(fang)法(fa)是(shi)將(jiang)兩(liang)個(ge)串(chuan)聯(lian)電(dian)容(rong)之(zhi)一(yi)的(de)電(dian)容(rong)除(chu)以(yi)功(gong)率(lv)。要(yao)想(xiang)使(shi)用(yong)該(gai)曲(qu)線(xian)圖(tu),請(qing)首(shou)先(xian)確(que)定(ding)您(nin)的(de)整(zheng)流(liu)器(qi)配(pei)置(zhi)結(jie)構(gou),並(bing)選(xuan)擇(ze)一(yi)個(ge)可(ke)以(yi)接(jie)受(shou)的(de)壓(ya)降(jiang)。之(zhi)後(hou),您(nin)隻(zhi)需(xu)讀(du)取(qu)輸(shu)入(ru)電(dian)容(rong)的(de) uF/W 便可。最後,通過乘以您的功率,便可去標準化。

圖 3 大電容可減小輸入線壓範圍並提高效率
之後,您便可以利用圖 4 來計算電容的紋波電流額定值。圖 4 顯xian示shi了le標biao準zhun化hua紋wen波bo電dian流liu與yu標biao準zhun化hua輸shu入ru電dian容rong的de對dui比bi關guan係xi。有you趣qu的de是shi,紋wen波bo電dian流liu並bing非fei與yu電dian容rong密mi切qie相xiang關guan。這zhe是shi因yin為wei在zai放fang電dian期qi間jian,電dian流liu由you一yi個ge來lai自zi負fu載zai的de接jie近jin於yu恒heng定ding的de電dian流liu所suo決jue定ding。隻zhi有you在zai充chong電dian周zhou期qi,電dian流liu才cai會hui極ji為wei不bu同tong。電dian容rong (uF/W) 減小時,漸進紋波電流增加,這時便出現上述情況。更大電容、更小傳導角時,峰值電流更高。請注意,該曲線圖僅包括線頻率紋波電流,並未包括高頻電源紋波電流效應。

圖 4 增加 uF/W 不會明顯增加輸入電容紋波電流
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 從機械執行到智能互動:移遠Q-Robotbox助力具身智能加速落地
- 品英Pickering將亮相2026航空電子國際論壇,展示航電與電池測試前沿方案
- 模擬芯片設計師的噩夢:晶體管差1毫伏就廢了,溫度升1度特性全飄
- 3A大電流僅需3x1.6mm?意法半導體DCP3603重新定義電源設計
- 芯科科技Tech Talks與藍牙亞洲大會聯動,線上線下賦能物聯網創新
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索






