反激式开关电源输出滤波电容器的选择
反激式开关电源输出整流滤波电路工作状态分析
反激式开关电源输出整流滤波电路原理上是简单的。但是,由于反激式开关电源的能量传递必须通过变压器转换实现,变压器的初次级两侧的开关(MOSFET或整流二极管)均工作在电流断续状态。如果电解电容器工作在超出其纹波电流额定值的条件下,就会使电容器因核心过热而导致失效或损坏。在相
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反激式开关电源输出滤波电容器的选择
反激式开关电源输出整流滤波电路工作状态分析
反激式开关电源输出整流滤波电路原理上是简单的。但是,由于反激式开关电源的能量传递必须通过变压器转换实现,变压器的初次级两侧的开关(MOSFET或整流二极管)均工作在电流断续状态。如果电解电容器工作在超出其纹波电流额定值的条件下,就会使电容器因核心过热而导致失效或损坏。在相同输出功率条件下,反激式开关电源的开关流过的电流峰值和有效值大于正激式、桥式、推挽式开关电源。为了获得更低的输出电压尖峰,通常的反激式开关电源工作在电感电流(变压器储能)断续状态,这就进一步增加了开关元件的电流额定。
开关电源的电路拓扑对输出整流滤波电容器影响也是非常大的,由于反激式开关电源的输出电流断续性,其交流分量需要由输出整流滤波电容器吸收,当电感电流断续时输出整流滤波电容器的需要吸收的纹波电流相对大。
电容器及其寄生要素在连续同步降1压调节器中形成不同的纹波电压
图3显示了一个深度连续反激或者降1压调节器的波形,其输出电容器电流可以为正和负,而具体状态会不断变化。红色线条清楚表明了这种情况,其电压由这种电流乘以ESR得出,结果则为一种方波。电容器元件的电压为方波的组成部分。如果用指针式万用表,一般用R×1K档,将表笔分别接上电容的两极。它导致线性充电和放电,如蓝色三角波形所示。仅当电流在过渡期间变化时,电容器ESL的电压才明显。这种电压会非常高,取决于输出电流升时间。请注意,在这种情况下,绿色线条需除以10(假设25 nS电流过渡)。这些大电感尖峰就是在反激或降1压电源中经常出现双级滤波器的众多原因之一。
高温、长寿命化
在开关电源设计过程中,不可避免地要挑选适用的电容。就100μF以上的中、大容量产品来说,因为铝电解电容的价格便宜,所以,迄今使用广泛。
电解电容器的寿命与电容器长期工作的环境温度有直接关系,温度越高,电容器的寿命越短。普通的电解电容器在环境温度为90℃时已经损坏,如:EPCOS B41303,B43303等型号的电解电容器。
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