輸出電容值

一般假設(shè)充電器輸出電容的大小只受紋波電流和紋波電壓技術(shù)要求的限制。但是如果使用第二級(jí)濾波器L和C2，那么在C1兩端就允許存在一個(gè)很大的紋波電壓，而不用折中考慮輸出紋波的技術(shù)要求。如果只對(duì)紋波電壓有要求，只需采用一個(gè)更小的電容。

例如，假設(shè)在C兩端的紋波電壓允許達(dá)到500mV。導(dǎo)通期間L上的電流變化主要流入到C1，容許500mV電壓變化所需要的電容值的計(jì)算如下式，下面的等式假設(shè)使用的是等效串聯(lián)電阻為零的理想電容。

式中，C=輸出電容值，單位為μF；

△I=導(dǎo)通期間電流的變化，單位為A；

ton=導(dǎo)通時(shí)間，單位為μs；

△Vo=紋波電壓，Vp-p（峰-峰值）。

因此：

因此，如果只需滿足紋波電壓的要求，用一個(gè)很小的120F電容便可以解決問(wèn)題。但是，在負(fù)載電流能在一個(gè)大范圍內(nèi)快速變化的應(yīng)用場(chǎng)合（瞬變負(fù)載變化）中，根據(jù)副邊瞬變負(fù)載變化準(zhǔn)則可以確定最小輸出電容的大小。

現(xiàn)在討論在負(fù)載達(dá)到最大一段時(shí)間后突然降到零的情況。這時(shí)即使控制電路能夠快速反應(yīng)，存儲(chǔ)在串聯(lián)電感中的能量（1／2）L2必須傳送到輸出電容，這增加了它的端電壓。在上面的例子中，對(duì)于一個(gè)其輸出電容只有120F、串聯(lián)電感為19。4H和滿載電流為20A的變換器，移去其負(fù)載時(shí)的電壓過(guò)沖幾乎為100%，這是不允許出現(xiàn)的。因此，負(fù)載移去時(shí)最大允許的電壓過(guò)沖也就變成了一個(gè)控制因素。

最小輸出電容值應(yīng)該滿足電壓過(guò)沖的要求，利用能量轉(zhuǎn)換準(zhǔn)則可如下式計(jì)算。

滿負(fù)載突然撤掉時(shí)存儲(chǔ)在輸出電感中的能量為：

在發(fā)生這種事件后，存儲(chǔ)在輸出電容中的能量變化將是：

式中，Vp=最大輸出電壓=6V；

Vo=正常輸出電壓=5V

因此，

重新整理可求得C是：

如果該例中的最大輸出電壓不超過(guò)6V，那么輸出電容的最小值將是:

再者，為了滿足紋波電流技術(shù)指標(biāo)需要使用一個(gè)大電容。實(shí)際取電容值時(shí)要考慮增大約20%的典型值，這主要考慮到電容的等效串聯(lián)電阻的影響，通常它將使紋波電壓增加，這取決于電容的等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感、電容的大小、形狀、紋波電流的頻率。

總的來(lái)說(shuō)，通過(guò)附加一些相對(duì)較小的輔加LC輸出濾波網(wǎng)絡(luò)便可以得到一個(gè)非常有效的對(duì)差模和共模紋波傳導(dǎo)的抑制。在電路設(shè)計(jì)中做出這些簡(jiǎn)單改變，使用低成本中等電解電容和傳統(tǒng)的電感設(shè)計(jì)，就可以得到好的紋波和噪聲抑制效果。

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