保持电容的容量可以根据输出直流电压的纹波,保持时间和电源中断后的过渡时间来计算确定,如图3所示。 1.在许多应用中,输入电压会中断一段时间,需要电源维持正常输出,即转换器必须安全地避开故障,并确保输出电压保持恒定。 类似地,许多系统需要电力来提供用于安全关闭的故障安全信号。
储存在电容器中的能量与电容器两端的电压之间的关系如下:
ε= 1/2(CU ^ 2)
其中ε=存储的能量,U =电容器两端的电压。当通过电容器向转换器供电时,电容器消耗的能量=(功率时间乘积)。
ε=PΔt= C(U1 ^ 2-U2 ^ 2)/ 2
其中,P =功率,Δt=电容放电时间,U1 =Δt为电容电压的起点,U2 =Δt结束电容电压。
转换这个等式。可以计算电容器的容量:
C =2PΔt/(U1 ^ 2-U2 ^ 2)
根据定义,保持时间是从电源报警(BOK)到转换器关闭的时间。电源良好和启用转换器的阈值
分别为205V和185V,因此:
C =2PΔt/(205 ^ 2-185 ^ 2)
C =2PΔt/(7800)
需要说明的是,在实际应用中,保持电容C1,C2串联连接,每个电容的容量应该是以下计算值的两倍,但额定电压可以降低到200V。保持时间,输出功率和总串联电容之间的关系如图2-13所示。
根据允许的直流电压模式波形(或电容纹波电流)可以决定电容的要求。还应该考虑转换器的纹波抑制和输出纹波电压。 Vicor转换器的纹波抑制(R)与输入和输出电压相关如下:
R = 30 + 201g(Uin / Uout)
例如,300V输入,15V输出转换器纹波抑制为56dB,葑输入纹波电压为10Vp-p,纵波输出为15mVp-p。使用上面的公式来计算所需的电容。这里,U1和U2分别是与纹波的波峰和波谷处的瞬时电压对应的整流电压的峰 - 峰值。时间变化Δt如下。在此期间,电容必须保持适当的直流电压。
Δt=(π-θ)/2πf
其中,f为输入交流电压频率,θ为整流器导通角,导通角为arccosU2 / U1。
选择保持电容时,需要考虑额定纹波电流。电容器的额定纹波电流必须很高,以便干燥最大工作纹波电流。工作纹波电流(ms)大致等于:
IRMS = 2P / UAC
其中,P是工作功率,UAC是输入交流电压。
例如,负载电压是12V,负载需要功率320W。 假设转换器的效率为85%,ARM的输出功率为375W,输入交流电压的范围为90-264V,保持时间为9ms。
知道保持时间和输出功率,如图2所示,最小总输出电容应为820 F.由于两个电容串联,所以每个电容的最小值应为1640μF。 应该注意,保持时间不取决于输入电压。