在boost電路的工作過(guò)程中,輸入電容隨著B(niǎo)oost電源不斷的進(jìn)行充電和放電,當(dāng)mos打開(kāi)時(shí),電流突然增大,輸入電容輔助提供電流,處于放電狀態(tài),當(dāng)mos關(guān)閉時(shí),電流突然減小為0,電容處于充電狀態(tài)。
輸入電容的選擇也對(duì)電路的穩(wěn)定有一定的影響,當(dāng)輸入電容容值選的過(guò)大了,會(huì)造成不必要的浪費(fèi),當(dāng)輸入電容容值過(guò)小時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致輸入電源存在電壓跌落或者電容承載的電流達(dá)不到要求,導(dǎo)致發(fā)熱失效。
如上圖,是升壓電路的拓?fù)鋱D,在電源輸入節(jié)點(diǎn),用基爾霍夫的電流定律可得I in =I Cin +I L, 我們把輸入近似成穩(wěn)定的電流源,那么當(dāng)電感電流IL變化時(shí)Icin也會(huì)跟隨電感電流一起。大致的變化曲線(xiàn)如下圖所示。
當(dāng)電容電流大于0時(shí),電容充電,當(dāng)電容電流小于0時(shí),電容放電。并且其紋波大小和電感的一致,均為ΔI~L~~。理想的電容是不消耗能量的,如上圖,電容充電時(shí)間等于電容放電時(shí)間T/2,并且充電和放電的最大電流均為1/2ΔIL~~,~那么在充電周期中電容所獲得的電荷量為:~~
又由于電容上的紋波大小與電感上相等,因此:
綜合上述公式可得:
其中,Vq為電容電壓的變化量,f為開(kāi)關(guān)頻率,L為電感感值。
由于電容器并不是一個(gè)理想的元器件,因此在boost電路中電壓的紋波大小不僅來(lái)源于電容充放電時(shí)的電壓變化Vq,還會(huì)受到電容的寄生參數(shù)ESR的影響。電容器受本身的結(jié)構(gòu)和材料影響,在電路中會(huì)一個(gè)等效串聯(lián)的電阻,我們一般稱(chēng)為ESR。當(dāng)ESR上有紋波電流流過(guò)時(shí),ESR上必然有壓降的變化。ESR的電壓變化為:
那么,輸入電壓總的紋波大小為
由上述公式可知,在輸入輸出電壓,開(kāi)關(guān)頻率,電感都已確定的情況下,若要求輸入電源的紋波盡可能的小,那么我們能做的就是盡量選大容量,小ESR的電容,但在實(shí)際應(yīng)用中常用的陶瓷電容ESR非常小,但容量一般都比較小,價(jià)格便宜,對(duì)于電解電容來(lái)說(shuō),容量可以做的非常大,但同樣ESR也非常大,價(jià)格也比較便宜,另外一種就是鉭電容,它ESR小,容量也能做到接近電解電容大小,主要的缺點(diǎn)就是價(jià)格貴。因此,輸入電容的選擇要根據(jù)實(shí)際的電路要求綜合考量。
-
MOS管
+關(guān)注
關(guān)注
108文章
2514瀏覽量
69770 -
ESR
+關(guān)注
關(guān)注
4文章
217瀏覽量
31642 -
電解電容
+關(guān)注
關(guān)注
14文章
691瀏覽量
51710 -
boost電路
+關(guān)注
關(guān)注
3文章
164瀏覽量
30781 -
輸入電容器
+關(guān)注
關(guān)注
0文章
4瀏覽量
5637
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
DCDC基礎(chǔ):輸入輸出電容的選擇及計(jì)算

在Boost電源中該怎樣去選擇電容的型號(hào)和電容容量呢?

LDO輸入和輸出電容該怎么計(jì)算和選型?
BOOST開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì),怎么計(jì)算電容的參數(shù)
FPGA的去耦電容該怎么設(shè)計(jì)?去耦電容值,去耦電容數(shù)量該怎么確定?
怎樣去設(shè)計(jì)在CCM模式下Boost電路的元件參數(shù)呢
電路設(shè)計(jì)中的負(fù)載電容該如何去計(jì)算呢
BOOST升壓電路的電感電容計(jì)算
模擬電路設(shè)計(jì)中該如何選擇電容
boost電路工作原理 boost電路輸出電壓和輸入電壓的關(guān)系

評(píng)論