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电容运用理论:从设想选型到寿命剖析-金沙娱场手机版-金沙电子88128.cc

2017-04-17

开关电源的寿命很大水平遭到电解电容的制约,而电解电容的寿命取决于其内核温降。本文从纹波电流盘算、纹波电流实测、电解电容选型、温度测试要领、寿命预算等方面,对电解电容做了周全的剖析。
纹波电流发生的热量引发电容的内部温降,减速电解液的蒸发,当容值下落20%或消耗角增大为初始值的2~3倍时,预示着电解电容寿命的闭幕。经由过程搜检电容器上的纹波电流,可展望电容器的寿命。本文以一连事情形式的反激变换器输出电容剖析为例,重点从纹波电流角度周全剖析电解电容的选型取寿命。
文章泉源: ZLG致近电子

一、纹波电流盘算

假定已知一连事情形式的反激变换器,其输出电流Io为1.25A,纹波率r为1.1,占空比D为0.62,开关频次为60kHz,由此能够盘算次级纹波电流ΔIo和有效值电流Io.rms。

次级纹波电流ΔIo:

有效值电流Io.rms:

终究获得流过输出电容的纹波电流:

图1直观天显现了该电容的纹波电流波形:

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图1 纹波电流波形

 

二、电解电容选型

由上述盘算剖析获得流过电容的纹波电流为1.72A,综合思索体积和本钱,挑选了纹波电流为1.655A的电解电容。

该纹波电流需正在电源开关频次下挑选,如下图某厂家电容手册的纹波电流有频次因子,差别频次下的纹波电流差别。高频低阻电容均会给出100kHz下的纹波电流,本设想开关频次为60kHz,频次因子为0.96~1之间,正在此与1便可。

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图2 电容纹波电流频次因子

 

注:纹波电流另有一个温度系数,比方105℃电容,正在85℃环境温度下,许可的最大纹波电流约为额定最大纹波电流的1.73倍,该参数一样平常不在电容手册中表现。

三、纹波电流实测

测试电解电容纹波电流时,需将电容引脚穿入电流探头中,经由过程示波器可读得交换有效值。本设想实例的纹波电流测试效果如图3所示,示波器读得有用纹波电流为1.64A,取实际设想靠近。因而实际盘算具有较大的工程指导意义。

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图3 实测电容纹波电流

 

四、温度测试要领

丈量容体表里温度Ts:需正在电容器侧面的中央位置停止,若是因为内部影响致使电容器表面温度不均匀、不稳定,需综合丈量电容器外面4个点的温度,再取平均值。

丈量环境温度Tx:热电偶需安排正在离铝壳外面20毫米阁下处,若是空间缺乏,则连结最小10毫米间隔,若是因为内部影响致使四周环境温度不均匀、不稳定,则需综合丈量4个点以上的温度,再取平均值。

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图4 环境温度取表面温度丈量

 

五、电解电容寿命预算

本设想,挑选的电解电容为-40~105℃、5000小时、1.655A纹波电流的高频低阻电解电容,最高实测环境温度Tx为80℃,壳体表面温度Ts为85℃。则其寿命预算以下步调以下。

1、预算现实内核温降:

个中:
△To为To时许可的内核温降,即额定纹波电流时的电容器芯子温降,此次挑选的105℃电容△To为5℃,可查原厂或行业材料获得;
△Tx为现实内核温降;
Ix为现实纹波电流1.64A;
Io为额定纹波电流1.655A。

2、预算电容寿命:

个中:
Lo为额定寿命5000小时;
To为最高额定事情环境温度105℃;
Tx为现实环境温度80℃。

当因为情况身分影响,Tx不容易得到时,可用Ts替换,那能够进一步供应平安余量包管产物卖寿命。

转载自smart times网站