电路中电容怎么计算?
电路中的电容应该取多大?介绍两种电路中电容容值计算的方法
1、在AC-DC的电源中,整流桥后要跟随一个输入滤波电容C,如下图-1。
我们以如何计算这个电容为例。
输入滤波电容C上的波形如上图中的红线所示,当然这是理想情况下的波形,即忽略了整流二极管的内阻。ΔV为电压纹波大小,它根据负载的要求而定义。
2、假设电容输入功率为Pin,充电时间为t充,放电时间为t放=(T-t充)。
单周期内电容开始放电时的能量E1为:
单周期内电容放电停止时的能量E2为:
电容在放电的期间向负载传输能量,根据能量定律可以列出方程:
Pin、Vmax,我们可以根据设计要求得到,而Vmin=(Vmax-ΔV),所以再求出t放 就可以求出电容C。
如上图-2,根据Vmin在余弦波形中,可得到以下等式从而求出t充。最后根据t放=(T-t充)得到t放。
最后公式整理如上图。
举个例子:假如输入电压为市电:AC220V->DC310V、50Hz,功率为10W,计算输入滤波电容。
解:假设ΔV=30V,则Vmax=310V,Vmin=310-30=280V;T=1/(50·2)=0.01s.代入上述公式可得上图。
功率为10W的电源随处可见,这里计算出来的容值也符合我们的经验。但是这并不是绝对正确的。首先,电网会产生波动,AC220V的电压经常会有所下降;其次,实际的电容会产生损耗,而这里忽略了这个的问题;最后,电容在低温下容量会降低,需要降额。所以这里计算的容值偏低。
解释一下:Pin/(Vmax-ΔV/2)表示在电容放电期间的平均电流。
这里的t放 可以按照方法1计算。有时候我们为了快速计算,经验上可以直接取电容充放电周期的80%。
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