以太网GigEpack

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嵌入式调制解调器

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纹波电流 电容纹波电流计算

纹波电流

什么是纹波电流 

    纹波电流或电压是指的电流的中的高次谐波成分,会带来电流或电压幅值的变化,可能导致击穿,由于是交流成分,就像楼上说的,会在电容上发生耗散,如果电流的纹波成分过大,超过了电容的最大容许纹波电流,会导致电容烧毁;你说的纹波电流大的电容,准确地说是最大容许纹波电流大的电容。

纹波电流( IRAC )
额定纹波电流 IRAC 又称为最大允许纹波电流。其定义为:在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值。并且指定的纹波为标准频率(一般为 100Hz--120Hz )的正弦波。

纹波定义及纹波寿命关系:

纹波电流在这里指的是流经电容器的交流电流的 RMS 值,其在电容电压上的表现为脉动或纹波电压。电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度(及散热面积)、损耗角度(或 ESR )以及交流频率参数的限制。温度是电解电容器件寿命的决定性因素,因此由纹波产生的热损耗将成为电容寿命的一个关键参考因数。

纹波电压和纹波电流:

在一些资料中将此二者称做“涟波电流”和“涟波电压”,其实就是 ripple current,ripple voltage。 含义即为电容器所能耐受纹波电流/电压值。 它们和ESR 之间的关系密切,可以用下面的式子表示:
Urms = Irms × R
式中,Urms 表示纹波电压
Irms 表示纹波电流
R 表示电容的 ESR
由上可见,当纹波电流增大的时候,即使在 ESR 保持不变的情况下,涟波电压也会成倍提高。换言之,当纹波电压增大时,纹波电流也随之增大,这也是要求电容具备更低 ESR 值的原因。叠加入纹波电流后,由于电容内部的等效串连电阻(ESR)引起发热,从而影响到电容器的使用寿命。一般的,纹波电流与频率成正比,因此低频时纹波电流也比较低。

电容纹波电流计算:

铝电解电容的在实际应用中的一个重要参数是纹波电流,此电流关系到电解电容的带载温 升,在电容寿命计算时候,在不测量电解电容中心点温度的情况下,可以通过此纹波电流来估计电容的设计寿命,铝电解电容常被用在整流模块后以平稳电压。

 

控制某一纹波电压所需的电容容值为:

 

负载功率(单位 W

P:

注意:这是应用所需要的最小电容容值。此外,电容容值有误差,在工作寿命期 内,容值会逐步降低,随着温度降低,容值也会降低。

必须知道主线及负载侧的纹波电流数据。可以首先计算出电容的充电时间。

 

是电网电流的频率。


fmain

电容的放电时间则为:

 

 

充电电流的峰值为

 

是纹波电压( Umax – Umin

dU

则充电电流有效值:

 

 


接下来计算放电电流峰值和有效值。

 

 

最后计算得出:整流模块后纹波电流:

 

 


 

纹波电流的换算方法可以这样:
假定电流在不同频率下的发热功耗相同,则有:
If12xESR f1= If22xESR f2
从而:If2=( ESR f1/ ESR f2)1/2x If1
这里的 (ESR f1/ ESR f2)1/2就是频率系数.

如果已知If1的大小,又因为ESR f1,ESR f2可以测试出来,因此If2的值就能计算出来


 

本文链接:http://baike.cntronics.com/abc/1311

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