直流电源电容的选型全过程

 新闻资讯     |      2019-01-11 10:43
  先阐述下:直流电源,它有正、负两个电极,正极的电位高,负极的电位低,当两个电极与电路连通后,能够使电路两端之间维持恒定的电位差,从而在外电路中形成由正极到负极的电流。直流电源是一种能量转换装置,它把其他形式的能量转换为电能供给电路,以维持电流的稳恒流动。因最近在准备开源的直流电源设计,所以把《直流电源是怎样炼成的》相关内容全部开源.在做一些器件选型.以下是直流电源电容的选型过程,供大家参考.
 

 
  BUCK型开关直流电源规格需求:5V0~24V0→1V~5V0直流电源输出直流电源电流:2A直流电源控制器备选型号:MP4420A(A表示:CCM模式,H表示:轻载降频模式)PIN2PIN兼容:MPQ4420A-DJ(工业级),MPQ4420A-DJ-A(汽车级)厂家:MPS直流电源电路原理图开关直流电源的输入直流电源电容的选型:
 

 
  1、DCDC输入直流电源电容的作用:降低输入纹波电压、以及纹波直流电源电流.
 
  输入直流电源电容的主要作用就是降低直流电源模块输入端的纹波幅值.
 
  使用大容量直流电源电容可以有效降低纹波直流电源电流的有效值;陶瓷直流电源电容器放置在直流电源的输入端,有效降低纹波电压幅度.陶瓷直流电源电容的低ESR特性有效降低纹波电压的幅度.(在纹波直流电源电流比较小的情况下,用陶瓷直流电源电容即可解决纹波直流电源电流和纹波电压的问题)因为我们需要利用陶瓷直流电源电容的低ESR的特性,所以,我们需要把输入直流电源电容靠近直流电源模块放置.
 
  如果你的输入直流电源电容处理不好,几个uH的杂散电感寄生在输入直流电源电容的直流电源电流路径上,恰好影响在开关频率上的阻抗,非常影响直流电源电路消除纹波电压的有效性.铝电解直流电源电容以及大多数钽直流电源电容的ESR太高,不能有效去除纹波电压.
 
  如果输入的纹波电压比较大的话,会导致大量的纹波直流电源电流进入大直流电源电容,这些直流电源电流流经ESR,会引起无效的功率损耗.
 
  为了减小大容量直流电源电容器中的直流电源电流有效值,必须使用陶瓷直流电源电容器减小纹波电压幅度.作为一般的经验法则,保持峰峰值纹波电压低于75mV保持直流电源电容器中的直流电源电流有效值在可接受的范围内.(备注:这个经验靠谱么?)注:大功率直流电源的纹波电压极大,不做此约束.
 

 
  2、理论计算:
 
  负载直流电源电流、占空比和开关频率是决定输入纹波电压大小的几个因素.
 
  输入纹波电压幅值与直流电源输出负载直流电源电流成正比.最大输入纹波幅值发生在最大直流电源输出负载.此外,电压纹波的幅度随开关直流电源的占空比变化而变化.
 
  第一步:计算纹波直流电源电流输入直流电源电流时域波形图输入直流电源电流时域波形图有效直流电源电流定义:有效值在相同的电阻上分别通过直流直流电源电流和交流直流电源电流,经过一个交流周期的时间,如果它们在电阻上所消耗的电能相等的话,则把该直流直流电源电流(电压)的大小作为交流直流电源电流(电压)的有效值有效值也称为方均根值."