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电容纹波电流

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aymm
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  • 2023-12-26 17:23:37
20问答币
测试反激输出电容纹波电流,Ipk=1.92A,负电流0.88A,正占空比0.45。
请问如何计算纹波电流RMS值?
1. 考不考虑负电流的部分,如果考虑负电流,RMS就是图片里面的0.973A。
2. 如果不考虑负电流,计算RMS=1.92A*0.5*0.45=0.432A。
上面二个值哪个能对应到电容规格书中 105℃ 100KHz的RMS值(先忽略频率差异)
current ripple.png
SPEC.png

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电容电流纹波就是拓扑电流的交流成分,如果你调整电容量纹波电流波形会变化,应该这样去理解:一是某只电容在总电容的占比在变化,二是电容量配置偏少导致纹波电流向纹波电压转移,三是拓扑完整性被不当(比如失效)电容破坏了(此时效率和功率会急剧恶化)

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nc965
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  • 2023-12-26 18:46:55
 
电容的纹波电流就是拓扑电流的交流成分,其有效值简单可以用输出电流的1.1倍估计,你表中任何一个电容都绰绰有余,但这只能是选择电容的参考而非依据,选择电容的依据应该是电容的体积与磁性元件大致相当,在此基础上对纹波电压幅度进行校核和调整。

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aymm
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  • 2023-12-26 18:59:59
 
按1.1倍估的话,纹波电流RMS是固定值。
如果我调整电容容量,实测的纹波电流会变化,请问要怎么理解呢?
nc965
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  • 2023-12-26 19:06:24
 
电容电流纹波就是拓扑电流的交流成分,如果你调整电容量纹波电流波形会变化,应该这样去理解:一是某只电容在总电容的占比在变化,二是电容量配置偏少导致纹波电流向纹波电压转移,三是拓扑完整性被不当(比如失效)电容破坏了(此时效率和功率会急剧恶化)
aymm
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LV6
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  • 2023-12-26 20:25:46
 
厉害,我再测试了一次,确实是单一个电容的占比变化了。电容总的纹波电流是输出电流的1.2倍。
关于这个1.1倍、1.2倍,次级电流均方根值比输出电流多出来的部分是怎么回事呢?有没有资料可以参考一下

nc965
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  • 2023-12-26 20:59:12
 
不怎么回事,节点电流平衡原理针对瞬时电流才成立,针对平均电流可能也成立,针对有效电流就可能不成立。
主要原因是有效电流对di/dt敏感,多出来的就是因为那些毛刺。
1.1、1.2的区别在于波形偏离输出直流波形的程度,正弦就是1.1,你的波形就是1.2,也就是正弦的1.1。
你可以理解成即使偏离到你图示那样的程度,也才引起10%的涨幅,这会提示你放弃开关电源中所有关于有效值的推导和计算,而简单按Iout的1.1(谐振)或者1.2(其它)估算就足以应付设计。它只涉及载流密度,是最不需要精确的参数。

朱宏观
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LV6
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  • 2023-12-27 16:52:28
 
大佬请教下,在纹波电流选型时用这个1.1倍输出电流作为参考,与拓扑有关吗
nc965
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  • 2023-12-27 17:44:58
 
无关,甚至也无需1.1,都能满足,意思电容不靠纹波电流耐量选型
zhenxiang
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LV8
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  • 2024-1-5 09:00:27
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我怎么感觉有关,最直接的同样的电流输出,设计在CCM和DCM纹波电流肯定是有区别的。 再一个设计在反激拓扑和正激拓扑也是有区别的呀。
nc965
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  • 2024-1-5 09:16:47
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是的,有区别,楼上说错,但区别不大(相对输出电流),特别是有效值(相对峰峰值)、特别是电感电流(相对滤波电容电流)有效值
greendot
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  • 2023-12-27 19:18:09
 
应该有关,就是同是反激,CCM和DCM也有分别,看占空比,可以差很远,例如DCM可以到2,CCM 0.7 。
nc965
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  • 2023-12-27 21:26:03
 
电流有效值永远不会小于其平均值,怎么会0.7?哪里搞错了。推理:DCM2.0也是错的
greendot
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  • 2023-12-27 22:24:56
 
这里是李版搞错了,给您3小时,想想这个问题。
nc965
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  • 2023-12-28 00:25:40
 
对的,我的描述有点错了,电感电流才是那样,电容电流是节点的第3个方向分流,完全可能小于1;Boost、反激没有输出电感,DCM模式也确实可能出现较大的值,但也不会大到影响电解选型。
greendot
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  • 2023-12-29 17:00:43
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那为何要计算纹波电流?
nc965
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  • 2023-12-29 18:20:02
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建议不计算。50年前(那时还没有开关电源)的电解工艺就能满足工频整流滤波(应该超过2.0 ---- 核算一下?)了
greendot
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  • 2024-1-2 17:23:12
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不计算,怎知电容的功耗,怎估算它的寿命,怎选择适合型号。也许不认真或不懂做电源的,是不计算的。
nc965
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  • 2024-1-2 17:35:27
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计算一下工频整流滤波电解电容的有效值试试
greendot
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  • 2024-1-2 17:48:49
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这个2-3倍有之,又如何?
nc965
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  • 2024-1-2 21:29:24
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2-3倍都没有问题,0.7~2.0倍会有问题?
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  • 2024-1-3 18:41:06
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盐贵3倍可以,为什么肉菜贵2倍不行?
nc965
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  • 2024-1-3 19:13:18
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楼主0.88A,实测1.2倍就是1.056A,DCM2倍就是2.12A,工频整流3倍也才2.64A,而1楼备选的电解最小的也有3.1A,都行,都没有问题。
greendot
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  • 2023-12-27 18:54:17
 
电容电流的RMS值就是示波器上的0.97A。您的计算方法不对的。
aymm
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  • 2023-12-28 09:40:39
 
是的,次级关断后,电容电流往负载流,这部分也要算作是纹波电流的
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