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      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?

      發布時間:2019-04-04 責任編輯:wenwei

      【導讀】紋波電流或電壓是指的電流中的高次諧波成分,會帶來電流或電壓幅值的變化,可能導致擊穿,由于是交流成分,會在電容上發生耗散,如果電流的紋波成分過大,超過了電容的最大容許紋波電流,會導致電容燒毀。本文主要介紹的是關于紋波電流以及鋁電解電容紋波電流計算方法,并詳細對鋁電解電容進行了全面的闡述。
       
      紋波電流
       
      紋波電流或電壓是指的電流中的高次諧波成分,會帶來電流或電壓幅值的變化,可能導致擊穿,由于是交流成分,會在電容上發生耗散,如果電流的紋波成分過大,超過了電容的最大容許紋波電流,會導致電容燒毀。
       
      額定紋波電流( IRAC )
       
      額定紋波電流 IRAC 又稱為最大允許紋波電流。其定義為:在最高工作溫度條件下電容器最大所能承受的交流紋波電流有效值。并且指定的紋波為標準頻率(一般為 100Hz--120Hz )的正弦波。
       
      基本含義
       
      紋波電流在這里指的是流經電容器的交流電流的 RMS 值,其在電壓上的表現為脈動或紋波電壓。電容器最大允許紋波電流受環境溫度、電容器表面溫度(及散熱面積)、損耗角度(或 ESR )以及交流頻率參數的限制。溫度是電解電容器件壽命的決定性因素,因此由紋波產生的熱損耗將成為電容壽命的一個關鍵參考因數。
       
      在一些資料中將此二者稱做“漣波電流”和“漣波電壓”,其實就是 ripple current,ripple voltage。 含義即為電容器所能耐受紋波電流/電壓值。 它們和ESR 之間的關系密切,可以用下面的式子表示:
       
      Urms = Irms × R
       
      式中,Urms 表示紋波電壓
       
      Irms 表示紋波電流
       
      R 表示電容的 ESR
       
      由上可見,當紋波電流增大的時候,即使在 ESR 保持不變的情況下,漣波電壓也會成倍提高。換言之,當紋波電壓增大時,紋波電流也隨之增大,這也是要求電容具備更低 ESR 值的原因。疊加入紋波電流后,由于電容內部的等效串連電阻(ESR)引起發熱,從而影響到電容器的使用壽命。一般的,紋波電流與頻率成正比,因此低頻時紋波電流也比較低。
       
      鋁電解電容紋波電流計算方法
       
      鋁電解電容的在實際應用中的一個重要參數是紋波電流,此電流關系到電解電容的帶載溫升,在電容壽命計算時候,在不測量電解電容中心點溫度的情況下,可以通過此紋波電流來估計電容的設計壽命,鋁電解電容常被用在整流模塊后以平穩電壓。
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      控制某一紋波電壓所需的電容容值為: 
       
      負載功率(單位 W )
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      注意:這是應用所需要的最小電容容值。此外,電容容值有誤差,在工作壽命期內,容值會逐步降低,隨著溫度降低,容值也會降低。 
       
      必須知道主線及負載側的紋波電流數據。可以首先計算出電容的充電時間。 
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      fmain是電網電流的頻率。
       
      電容的放電時間則為:
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      充電電流的峰值為
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      dU是紋波電壓( Umax – Umin )
       
      則充電電流有效值:
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      接下來計算放電電流峰值和有效值。
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      最后計算得出:整流模塊后紋波電流:
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      鋁電解電容紋波電流測試方法
       
      說明:一次側Bulk Cap.紋波電流通常由基本頻率(低頻率)和高頻(開關頻率)電流構成,因此在計算時,要通過合成公式,利用頻率系數計算出其在指定頻率下的合成有效值。(如圖1所示)
       
      R/C(Ripple Current) = Lowf(Low Freq.Current) 
       
      一次側Bulk Cap.是指:一次側主電解電容;Lowf是指:低頻紋波電流有效值
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      2、二次側Filter Cap.紋波電流 
       
      說明:二次側Filer Cap.紋波電流通常由高頻電流構成。
       
      R/C(Ripple Current) = Hif(High Freq. Current)
       
      二次側Filter Cap.是指二次側濾波電解電容。
       
      3.溫度
       
      Temperature Meas. = Cap. Case 實測值.---------此處指電容殼溫
       
      鋁電解電容紋波電流判定方法
       
      1、R/C Stress與Cap. R/C Spec.(電容紋波規格值) 比對,計算降額比例;
       
      2、依零件降額使用標準判定,R/C Stress是否符合設計及應用的要求。
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      此電解電容規格值 : Ripple Current紋波電流=0.67Arms(120Hz/Max Temp.(105℃)
       
      紋波電流到底為何物?鋁電解電容的紋波電流如何計算?
       
      結語
       
      關于鋁波電流以及鋁電解電容紋波電流相關介紹就到這了,希望本文能對你有所幫助。
       
       
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