利记官网我们用于电源滤波的

 新闻资讯     |      2021-06-18 12:00

  最近在筹备开源的电源设计,把《电源是奈何炼成的》相关内容全部开源。所以在做一些器件选型。如下是一个电容的选型进程。

  BUCK型开关电源规格需求:5V0~24V0→1V~5V0 输出电流:2A

  电源节制器备选型号:MP4420A(A暗示:CCM模式,H暗示:轻载降频模式)

  PIN2PIN兼容: MPQ4420A-DJ(家产级),MPQ4420A-DJ-A(汽车级)

  厂家:MPS

  

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  开关电源的 输入电容的选型:

  1、 DCDC输入电容的浸染:低落输入纹波电压、以及纹波电流。

  输入电容的主要浸染就是低落电源模块输入端的纹波幅值。

  利用大容量电容可以有效低落纹波电流的有效值;陶瓷电容器安排在电源的输入端,有效低落纹波电压幅度。陶瓷电容的低ESR特性有效低落纹波电压的幅度。(在纹波电流较量小的环境下,用陶瓷电容即可办理纹波电流和纹波电压的问题)

  因为我们需要操作陶瓷电容的低ESR的特性,利记官网,所以,我们需要把输入电容接近电源模块安排。

  

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  假如你的输入电容处理惩罚欠好,几个uH的杂散电感寄生在输入电容的电流路径上,刚好影响在开关频率上的阻抗,很是影响电路消除纹波电压的有效性。铝电解电容以及大大都钽电容的ESR太高,不能有效去除纹波电压。

  假如输入的纹波电压较量大的话,会导致大量的纹波电流进入大电容,这些电流流经ESR,会引起无效的功率损耗。

  为了减小大容量电容器中的电流有效值,必需利用陶瓷电容器减小纹波电压幅度。作为一般的履历法例,保持峰峰值纹波电压低于75mV保持电容器中的电流有效值在可接管的范畴内。(备注:这个履历靠谱么?)

  注:大功率电源的纹波电压极大,不做此约束。

  1、理论计较:

  负载电流、占空比和开关频率是抉择输入纹波电压巨细的几个因素。

  输入纹波电压幅值与输出负载电流成正比。最大输入纹波幅值产生在最大输出负载。另外,电压纹波的幅度随开关电源的占空比变革而变革。

  第一步:计较纹波电流

  

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  输入电流时域波形图

  有效电流界说:有效值在沟通的电阻上别离通过直流电流和交换电流,颠末一个交换周期的时间,假如它们在电阻上所耗损的电能相等的话,则把该直流电流(电压)的巨细作为交换电流(电压)的有效值

  有效值也称为方均根值

  方均根值指的是在规按时距离断内一个量的各瞬时值的平方的平均值的平方根对付周期量,时距离断为一个周期。

  求输入纹波电流的有效值:

  

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  思量输出纹波对输入纹波的影响:

  

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  即:输入电流的顶部也是凭据必然斜率变革的,变革幅度与输出电流沟通。

  

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  所以:

  

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  第二步:输入电容的纹波电流的选定

  可以查电容的数据手册查察其遭受纹波电流本领。以高分子电容为例,其额定的纹波电流(Rated ripple)为3.89A。

  假如电源输入电流纹波为9A,则该电容需要安排3个。

  铝电解电容:

  

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  陶瓷电容:

  

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  第三步:容值的选择:

  操作充放电的电量沟通可得:

  

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  Q=C*ΔU

  Q=Iout*D * T* (1-D)

  C=Iout*D* T* (1-D)/ΔU

  举例:

  ? V IN = 12 V

  ? V OUT = 3.3 V

  ? I OUT = 10 A

  ? η = 90%

  ? f SW = 333 kHz

  ? dc = 0.3

  

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  按照我们此刻设计的规格:2A

  12V输入、3V3输出、输出电流2A、效率90%,计较:

  CMIN=16.8uF

  所以,我们可以看到典范设计中,安排了两个10uF的电容,满意上述设计要求;

  

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  第四步:电容的选择:

  电容的种类太多了,是“电阻”、“电感”、“电容”三大无源器件中,种类最多的一种。

  

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  此处,思量容值需求,本钱需求,我们用于电源滤波的,一般只会选择三类:铝电解电容、钽电容、陶瓷电容

  

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  钽电容

  钽电容、利益和缺点都很明明

  利益:

  (1)体积小

  由于钽电容回收了颗粒很细的钽粉,并且钽氧化膜的介电常数ε比铝氧化膜的介电常数高,因此钽电容的单元体积内的电容量大。

  (2)利用温度范畴宽,耐高温