开关频率的提高使主变压器的体积大幅减小,但大容量电容器仍然难以缩小。大容量电容器的选择取决于其电压和电流额定值:最高电压输入决定了选择,这通常导致设计人员选择难以容纳在外壳中的超大器件。
PI 推出MinE-CAP,它可以根据输入电平在运行中实时地构建所需的电容值。这会大大减小系统总体积,在提高电源适配器等设备的功率密度方面取得进一步进展。
确定电容值
在讨论大容量电容器的选择标准之前,让我们看一下图 1 所示的简化前端部分。桥式整流器从墙式插座接收正弦电压,电容器执行平滑功能。 输出为恒定功率负载供电,该负载模拟闭环运行的转换器,吸收稳压输出。
当输入正弦电压超过其端子两端的电压加上两个二极管压降时,电容器被充电。充电大致持续到超过输入线路的峰值。在剩余的时间内,电容器不再充当接收器,而是成为自动为负载供电的发电机,直到下一次充电事件。因此,整流电压由峰值和谷值组成,在此期间转换器环路调整工作点以提供干净、无纹波的输出电压。
转换器必须能够在从满载到谷底的范围内运行,并在最低交流输入电压下、以峰值和谷值之间的平均电流值支持热应力。理解这一点很重要,因为它决定了电容器的选择。出于尺寸和成本的原因,降低该值可能对设计人员很有吸引力,但谷值电压过低会导致转换器在如此低的输入下尺寸过大。
因此,过功率条件可能在高压线路中发生,从而使电路的安全性面临风险。除此之外,也可能需要考虑保持时间要求,并影响最终选择。