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请教: 关于输出纹波以及输出电容的计算公式

34063的IC资料里面有一个公式, 描述Step-Down方式的输出电容Co与纹波电压Vp_p的关系:Co=Ipk(Ton+Toff)/8Vripple(p_p)

但实际上的结果与上诉公式的计算结果相差很多.
请教各位大虾, 这是什么原因? 这个公式的电容是理想的电容吗?
那么实际情况上输出纹波与输出电容的关系是怎样的, 比如ESR, 容量, 耐压等在其中扮演什么样的角色,
如果联系实际情况, 我们是否可以把ESR, 电容的响应速度等加入到上诉的公式中, 使其理论与实际一致
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qaz33510
LV.9
2
2006-03-02 19:33
留意式中Ipk是电感电流三角部分的幅度,不是输出峰值电流啊.
电容上的纹波有两个成分,一个是充放电时的电压升降量(上式),一个是电流进出电容时ESR上的I*R电压降量
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jacki_wang
LV.11
3
2006-03-02 21:08
上述公式的计算是考虑能量转移的部分,实际更重要的是电容的ESR对纹波的影响,出发点不一样,所以结果差异很大.
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2006-03-02 23:30
那个公式是怎么推出来的?
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fei90
LV.7
5
2006-03-03 14:39
@jacki_wang
上述公式的计算是考虑能量转移的部分,实际更重要的是电容的ESR对纹波的影响,出发点不一样,所以结果差异很大.
我做電源也有半年了,可我到現在還不知道怎么算輸出的濾波電容!!!
  
  像我現在做的一款65W 電源,輸入AC85-265V
輸出:DC:25.2V   2.5A     到底選多大的電容才合適呢??

  我用的是反激式   CLC濾波
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jacki_wang
LV.11
6
2006-03-03 14:49
@fei90
我做電源也有半年了,可我到現在還不知道怎么算輸出的濾波電容!!!    像我現在做的一款65W電源,輸入AC85-265V輸出:DC:25.2V  2.5A    到底選多大的電容才合適呢??  我用的是反激式  CLC濾波
计算要首先算出电流的有效值才可以,这个跟变压器的设计有关.
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qaz33510
LV.9
7
2006-03-03 16:40
@细节决定成败
那个公式是怎么推出来的?
很简单的,设电感电流三角形部分幅值是ΔI,在这三角形的平均值处横一线,分成上下各高ΔI/2的三角形,分别为电容充电和放电电流,上下三角的电荷Q各是(1/2)*(ΔI/2)*(T/2) ,根据C*V=Q关系,可得V=Q/C=(ΔI*T)/(8*C)
上式只适用于有输出电感的拓朴如BUCK和正激等,而且要在续流模式下,它不能用于反激式,并且没有兼顾ESR做成的纹波.
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fei90
LV.7
8
2006-03-03 16:55
@qaz33510
很简单的,设电感电流三角形部分幅值是ΔI,在这三角形的平均值处横一线,分成上下各高ΔI/2的三角形,分别为电容充电和放电电流,上下三角的电荷Q各是(1/2)*(ΔI/2)*(T/2),根据C*V=Q关系,可得V=Q/C=(ΔI*T)/(8*C)上式只适用于有输出电感的拓朴如BUCK和正激等,而且要在续流模式下,它不能用于反激式,并且没有兼顾ESR做成的纹波.
那麼輸出CLC濾波是算兩個電容加起來的總電流,還是只算后面一個電容的電流
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qaz33510
LV.9
9
2006-03-03 16:58
@jacki_wang
计算要首先算出电流的有效值才可以,这个跟变压器的设计有关.
就算知道Irms (足够了?),还要区分DCM或CCM,觉得两者电容的选择应该不一样.
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jacki_wang
LV.11
10
2006-03-03 17:49
@qaz33510
就算知道Irms(足够了?),还要区分DCM或CCM,觉得两者电容的选择应该不一样.
我认为是一样的,电容上经过的RMS电流既然知道了,那电容的选择就有了依据了.
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zincyeeric
LV.4
11
2006-03-03 18:00
@qaz33510
留意式中Ipk是电感电流三角部分的幅度,不是输出峰值电流啊.电容上的纹波有两个成分,一个是充放电时的电压升降量(上式),一个是电流进出电容时ESR上的I*R电压降量
那么如何计算流经电容的电流, Irms & △V都是未知数?~
然后将这两个量加起来就是了吗?
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xiaodong
LV.9
12
2006-03-03 18:25
继续!
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sumking
LV.5
13
2006-03-03 18:46
@qaz33510
很简单的,设电感电流三角形部分幅值是ΔI,在这三角形的平均值处横一线,分成上下各高ΔI/2的三角形,分别为电容充电和放电电流,上下三角的电荷Q各是(1/2)*(ΔI/2)*(T/2),根据C*V=Q关系,可得V=Q/C=(ΔI*T)/(8*C)上式只适用于有输出电感的拓朴如BUCK和正激等,而且要在续流模式下,它不能用于反激式,并且没有兼顾ESR做成的纹波.
500) {this.resized=true; this.width=500; this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}" onclick="if(!this.resized) {return true;} else {window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141382725.gif');}" onmousewheel="return imgzoom(this);">
给大家推导一下Icrms计算,欢迎指正
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fei90
LV.7
14
2006-03-03 19:18
@sumking
[图片]500){this.resized=true;this.width=500;this.alt='这是一张缩略图,点击可放大。\n按住CTRL,滚动鼠标滚轮可自由缩放';this.style.cursor='hand'}"onclick="if(!this.resized){returntrue;}else{window.open('http://u.dianyuan.com/bbs/u/39/1141382725.gif');}"onmousewheel="returnimgzoom(this);">给大家推导一下Icrms计算,欢迎指正
簡單的估算就好!這樣如看天書,那麼多要算,何從算起啊!
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qaz33510
LV.9
15
2006-03-03 19:48
@jacki_wang
我认为是一样的,电容上经过的RMS电流既然知道了,那电容的选择就有了依据了.
也许我讲得不清楚,我意思是还需要知道次级电流的纹波分量,才能决定容值和ESR值,同样的输出,DCM和CCM时的电容要求不同.当然Ic.rms也要知道,才好选择合适的ripple current耐受能力.
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sumking
LV.5
16
2006-03-03 19:57
@fei90
簡單的估算就好!這樣如看天書,那麼多要算,何從算起啊!
那你就去估计好了
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sumking
LV.5
17
2006-03-03 19:59
@fei90
簡單的估算就好!這樣如看天書,那麼多要算,何從算起啊!
那你就估算好了
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sumking
LV.5
18
2006-03-03 20:00
@fei90
簡單的估算就好!這樣如看天書,那麼多要算,何從算起啊!
估算太慢了,估计还会更快
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jacki_wang
LV.11
19
2006-03-03 21:07
@qaz33510
也许我讲得不清楚,我意思是还需要知道次级电流的纹波分量,才能决定容值和ESR值,同样的输出,DCM和CCM时的电容要求不同.当然Ic.rms也要知道,才好选择合适的ripplecurrent耐受能力.
是的,不过变压器设计定下来了就一切都定了.
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qaz33510
LV.9
20
2006-03-04 11:50
@zincyeeric
那么如何计算流经电容的电流,Irms&△V都是未知数?~然后将这两个量加起来就是了吗?
忘了回你,流经电容的有效电流Ic.rms,输出电感有效电流Irms,和输出电流Io之间的关系是:Ic.rms^2=Irms^2-Io^2
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2006-03-05 16:39
@qaz33510
也许我讲得不清楚,我意思是还需要知道次级电流的纹波分量,才能决定容值和ESR值,同样的输出,DCM和CCM时的电容要求不同.当然Ic.rms也要知道,才好选择合适的ripplecurrent耐受能力.
在什么地方可以查到电容的耐纹波电流的能力?
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qaz33510
LV.9
22
2006-03-05 18:32
@细节决定成败
在什么地方可以查到电容的耐纹波电流的能力?
电容的datasheet 啊
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2006-03-05 18:36
@qaz33510
电容的datasheet啊
没见过电容的datasheet,那里可以下载?
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qaz33510
LV.9
24
2006-03-05 18:51
@细节决定成败
没见过电容的datasheet,那里可以下载?
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2006-03-05 19:03
@qaz33510
1141555877.doc
谢谢!
不果你这给定的纹波电流参数没有指定工作频率?
不同频率下的耐纹波电流能力会相同的么?
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qaz33510
LV.9
26
2006-03-06 10:40
@细节决定成败
谢谢!不果你这给定的纹波电流参数没有指定工作频率?不同频率下的耐纹波电流能力会相同的么?
允许纹波电流本来与频率无直接关系,只不过ESR是与频率有关而间接受影响,因为功耗Pd=Irms^2*ESR ,Pd固定下,ESR随频率增加而下降时,允许的Irms便可因应加大.
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jacki_wang
LV.11
27
2006-03-06 11:40
@qaz33510
允许纹波电流本来与频率无直接关系,只不过ESR是与频率有关而间接受影响,因为功耗Pd=Irms^2*ESR,Pd固定下,ESR随频率增加而下降时,允许的Irms便可因应加大.
不知道Q兄对有APFC的电源的高压滤波电容的纹波电流有什么看法?一般高压电容的纹波以120Hz给出,但是APFC的线路在高压滤波电容上能够测试到高频和低频两种纹波电流,实际计算的时候应该用高频还是低频更合适?
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qaz33510
LV.9
28
2006-03-06 12:30
@jacki_wang
不知道Q兄对有APFC的电源的高压滤波电容的纹波电流有什么看法?一般高压电容的纹波以120Hz给出,但是APFC的线路在高压滤波电容上能够测试到高频和低频两种纹波电流,实际计算的时候应该用高频还是低频更合适?
觉得高低频的电流都要一起考虑.如果给出120Hz时的允许电流和ESR,便可知道电容的最高允许功耗Pd.max值 (在该温度下),应用中的电容电流有高低频各个分量,它们做成的总功耗Pc=Sum(In.rms^2*ESRn)只要小于Pd.max 便可以了.至於Pc的计算,看要求,一般粗略估算留有裕量就成吧.
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jacki_wang
LV.11
29
2006-03-06 13:00
@qaz33510
觉得高低频的电流都要一起考虑.如果给出120Hz时的允许电流和ESR,便可知道电容的最高允许功耗Pd.max值(在该温度下),应用中的电容电流有高低频各个分量,它们做成的总功耗Pc=Sum(In.rms^2*ESRn)只要小于Pd.max便可以了.至於Pc的计算,看要求,一般粗略估算留有裕量就成吧.
在电解电容的life计算中并没有出现Pc参量,所用到的是纹波电流和温升,尽管你说的方法是常规设计的考虑方法,可是还是不能产出寿命参数啊.
还有一个争议的是既然APFC工作在高频,那么电容上的电流将一直是高频的,至于120Hz的实际上只是包络而已,这个低频的电流是否会对电容的寿命造成影响?
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qaz33510
LV.9
30
2006-03-06 17:22
@jacki_wang
在电解电容的life计算中并没有出现Pc参量,所用到的是纹波电流和温升,尽管你说的方法是常规设计的考虑方法,可是还是不能产出寿命参数啊.还有一个争议的是既然APFC工作在高频,那么电容上的电流将一直是高频的,至于120Hz的实际上只是包络而已,这个低频的电流是否会对电容的寿命造成影响?
计算寿命,归根结底都是功耗和温升问题,知道Pc后,可以算出任何频率下的等效电流,例如Irms.equv@120Hz =Sqrt(Pc/ESR@120Hz) 等,然后纳入公式计算寿命.
APFC电容的电流在DCM和CCM时是有些分别,高低频分量比重不同,那包络的低频成分是未必可以忽略的,关键还是它在Pc里头所占的分量.
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jacki_wang
LV.11
31
2006-03-06 17:48
@qaz33510
计算寿命,归根结底都是功耗和温升问题,知道Pc后,可以算出任何频率下的等效电流,例如Irms.equv@120Hz=Sqrt(Pc/ESR@120Hz)等,然后纳入公式计算寿命.APFC电容的电流在DCM和CCM时是有些分别,高低频分量比重不同,那包络的低频成分是未必可以忽略的,关键还是它在Pc里头所占的分量.
计算耐等效电流的能力当然没问题了,可是实际的电流只能依靠测量的数据来进行life的计算,所以测试的取值会直接影响到电容的计算寿命.
关于电流计算的分析一般采用求高低频分量的有效值的方式,关键是目前我没有找到相关的权威资料,有时候明明是没问题的却算到0.000xx年的寿命,很难说服客人说没问题啊.
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