开关电源的元件选择
开关电源电感选型计算
开关电源电感选型计算开关电源电感是一种重要的元件，用于存储能量和滤波。
正确选择合适的电感对于开关电源的性能和稳定性至关重要。
我们需要确定电感的额定电流。
额定电流是指电感所能承受的最大电流。
一般来说，电感的额定电流应大于电路中最大负载电流的1.2倍，以保证电感的正常工作。
接下来，我们需要确定电感的工作频率范围。
开关电源工作频率一般在几十kHz到几MHz之间，不同的工作频率需要选择不同的电感。
然后，我们需要根据开关电源的输出功率来确定电感的大小。
电感的大小决定了开关电源的输出电流波形的平滑程度。
一般来说，输出功率越大，电感的大小也应越大。
开关电源电感的电感值还应满足以下要求：1. 电感的直流电阻应尽可能小，以减小功率损耗；2. 电感的铁芯材料应具有较高的饱和磁感应强度和较低的磁滞损耗；3. 电感的铁芯材料应具有较低的温升和较高的工作温度范围。
根据以上要求，我们可以计算出电感的具体数值。
计算方法如下：1. 首先，根据开关电源的输出功率和工作频率，确定电感的工作电流。
工作电流一般为输出功率除以输出电压；2. 然后，根据电感的工作电流和额定电流的比值，确定电感的安全系数。
安全系数一般为1.2到1.5之间；3. 接下来，根据电感的安全系数和工作电流，计算出电感的额定电流；4. 根据电感的额定电流和工作频率，确定电感的工作电感值。
工作电感值一般为额定电流除以工作频率。
我们还需要注意一些其他因素来选择合适的电感。
例如，开关电源的尺寸和重量限制，以及成本因素等。
开关电源电感的选型计算方法包括确定额定电流、工作频率范围，根据输出功率确定电感大小，并考虑电感的直流电阻、铁芯材料特性和安全系数等。
选择合适的电感对于确保开关电源的性能和稳定性至关重要。
开关电源设计的各种元器件介绍及作用
开关电源设计的各种元器件介绍及作用设计并不是如想象中那么简单，特别是对刚接触开关电源研发的人来说，它的外围就很复杂，其中使用的元器件种类繁多，性能各异。
要想设计出性能高的开关电源就必须弄懂弄通开关电源中各元器件的类型及主要功能。
本文将总结出这部分知识。
开关电源外围电路中使用的元器件种类繁多，性能各异，大致可分为通用元器件、特种元器件两大类。
开关电源中通用元器件的类型及主要功能如下：一、电阻器1. 取样电阻—构成输出电压的取样电路，将取样电压送至反馈电路。
2. 均压电阻—在开关电源的对称直流输入电路中起到均压作用，亦称平衡电阻。
3. 分压电阻—构成电阻分压器。
4. 泄放电阻—断电时可将电磁干扰(EMI)滤波器中电容器存储的电荷泄放掉。
5. 限流电阻—起限流保护作用，如用作稳压管、光耦合器及输入滤波电容的限流电阻。
6. 电流检测电阻—与过电流保护电路配套使用，用于限制开关电源的输出电流极限。
7. 分流电阻—给电流提供旁路。
8. 负载电阻—开关电源的负载电阻(含等效负载电阻)。
9. 最小负载电阻—为维持开关电源正常工作所需要的最小负载电阻，可避免因负载开路而导致输出电压过高。
10. 假负载—在测试开关电源性能指标时临时接的负载(如电阻丝、水泥电阻)。
11. 滤波电阻—用作LC型滤波器、RC型滤波器、π型滤波器中的滤波电阻。
12. 偏置电阻—给开关电源的控制端提供偏压，或用来稳定晶体管的工作点。
13. 保护电阻—常用于RC型吸收回路或VD、R、C型钳位保护电路中。
14. 频率补偿电阻—例如构成误差放大器的RC型频率补偿网络。
15. 阻尼电阻—防止电路中出现谐振。
二、电容器1. 滤波电容—构成输入滤波器、输出滤波器等。
2. 耦合电容—亦称隔直电容，其作用时隔断直流信号，只让交流信号通过。
3. 退藕电容—例如电源退藕电容，可防止产生自激振荡。
4. 软启动电容—构成软启动电路，在软启动过程中使输出电压和输出电流缓慢地建立起来。
开关电源元器件选型—反激变压器
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匝比的计算 次级线圈的计算 辅助绕组线圈的计算 反推验证 气隙的计算 关为什么要开气隙？ 于反激变压器的气隙 反激变换器中，变压器起着电感和变压器的双重作用，因而变压器磁芯处于直流 偏磁状态，为防磁饱和因此要加入气隙。 防止磁芯饱和不仅只有开气隙一种方法，另外一种是增加磁心的体积；不过通常 设计时空间已经限制了磁芯的大小，所以实际设计中开气隙的方法应用的比较多； 这两种方法都可以使磁心的磁滞回线变得 扁平 ，这样对于相同的直流偏压，就 降低了工作磁通的密度。
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变压器的线径选择
变压器的线径计算是有规定的，特别是反激式电源变压器更应该注意？ 自然冷却时 ，强迫冷风时 。 在不同的频率下选取 也是不同的，在 以下时，一般为 ，在 以上时，一般为 。
C ! 4! 4D EF ! 4! 4EF
变压器的绕制方法
为了减少漏感，目前最好的、工艺最简单的绕制方法是初次级交错绕法也就是大家常说 的三明治绕法。
开关电源元器件选型
开关电源元器件选型A:反激式变换器:1.MOS管:Id=2Po/Vin; Vdss=1.5Vin(max)2.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=8Vout3.缺点:就是输出纹波较大,故不能做大功率(一般≦150W),所以输出电容的容量要大.4.优点:输入电压范围较宽(一般可做到全电压范围90Vac-264Vac),电路简单.5.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.B:正激式变换器:6.MOS管:Id=1.5Po/Vin; Vdss=2Vin(max)7.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=3Vout8.缺点:成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍比反激复杂.9.优点:纹丝小,功率可做到0~200W.10.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.C:推挽式变换器:11.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=2Vin(max)12.整流:Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout13.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂.不太合适离线式.14.优点: 功率可做到100W~1000W.DC-DC用此电路很好!15.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.D:半桥式变换器:16.MOS管: Id=1.5Po/Vin; Vdss=Vin(max)17.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout18.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂.19.优点: 功率可做到100W~500W.20.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.E:全桥式变换器:21.MOS管: Id=1.2Po/Vin; Vdss=Vin(max)22.整流: Vr>Vin+(Ns/Np)*Vin(max); If≧Iout 一般取Vr=2Vout23.缺点: 成本上升,如要全电压得加PFC,电路稍复杂.24.优点: 功率可做到400W~2000W以上.25.最佳控制方法:应选择电流型IC幷采用电流型控制.拟定:胡成才2005-1-13。
开关电源原理图各元件功能详解
电源原理图--每个元器件的功能详解!▽FS1:由变压器计算得到Iin值以此Iin值（0.42A）可知使用公司共享料2A/250V , 设计时亦须考虑Pin（max）时的Iin是否会超过保险丝的额定值。
TR1（热敏电网）：电源启动的瞬间，由于C1（一次侧滤波电容）短路，导致Iin电流很大，虽然时间很短暂，但亦可能对Power产生伤害，所以必须在滤波电容之前加装一个热敏电阻，以限制开机瞬间Iin在Spec之内（115V/30A，230V/60A），但因热敏电阻亦会消耗功率，所以不可放太大的阻值（否则会影响效率），一般使用5。
-10。
热敏，若C1电容使用较大的值，则必须考虑将热敏电阻的阻值变大（一般使用在大瓦数的Power上）。
VDR1（突波吸收器）:当雷极发生时，可能会损坏零件，进而影响Power的正常动作，所以必须在靠AC输入端（Fuse之后），加上突波吸收器来保护Power（一般常用07D471K），但若有价格上的考虑，可先忽略不装。
CY1 , CY2(Y-Cap):Y-Cap 一般可分为Y1及Y2电容，若AC Input有FG（3 Pin）一般使用Y2- Cap，AC Input若为2Pin（只有L，N）一般使用Y1-Cap，Y1与Y2的差异，除了价格外（Y1较昂贵），绝缘等级及耐压亦不同（Y1称为双重绝缘，绝缘耐压约为Y2的两倍，且在电容的本体上会有〃回〃符号或注明Y1），此电路蛭蟹G所以使用Y2-Cap , Y-Cap会影响EMI特性，一般而言越大越好，但须考虑漏电及价格问题，漏电（Leakage Current ）必须符合安规须求（3Pin公司标准为750uA max）。
CXl（X-Cap）、RX1:X-Cap为防制EMI零件，EMI可分为Conduction及Radiation两部分，Conduction 规范一般可分为：FCC Part 15J Class B 、CISPR 22（EN55022） Class B两种,FCC测试频率在450K〜30MHz , CISPR 22测试频率在150K〜30MHz , Conduction可在厂内以频谱分析仪验证，Radiation则必须到实验室验证，X-Cap 一般对低频段（150K〜数M之间）的EMI防制有效，一般而言X-C叩愈大，EMI防制效果愈好（但价格愈高），若X-C叩在0.22uf以上（包含0.22uf），安规规定必须要有泄放电阻（RX1，一般为1.2MQ 1/4W）。
开关电源保险丝的选择与计算
开关电源保险丝的选择与计算摘要：I.引言- 介绍开关电源保险丝的概念与作用II.开关电源保险丝的选择- 电流额定值的确定- 电压额定值的确定- 熔断特性的选择III.开关电源保险丝的计算- 电流计算- 电压计算- 熔断时间计算IV.结论- 总结开关电源保险丝的选择与计算方法正文：开关电源保险丝是一种用于保护电路的安全元件，当电路中的电流超过其额定电流时，保险丝会熔断，切断电路，从而防止电路过载和短路，保护电器设备和人身安全。
在开关电源中，保险丝的选择与计算尤为重要，以下将详细介绍开关电源保险丝的选择与计算方法。
首先，我们需要选择合适的电流额定值。
电流额定值应略大于开关电源的最大正常运行电流，以确保在正常工作条件下保险丝不会熔断。
同时，电流额定值应小于或等于开关电源的最大过载电流，以保证在短时间内过载情况下保险丝能迅速熔断。
其次，选择合适的电压额定值。
电压额定值应略大于开关电源的最大输入电压，以防止因电压波动导致的保险丝熔断。
同时，电压额定值应小于或等于开关电源的最大输出电压，以确保在正常工作条件下保险丝不会因电压过高而熔断。
最后，选择合适的熔断特性。
根据电路的特性和对熔断速度的要求，选择快速熔断、慢速熔断或延时熔断等不同类型的保险丝。
在选择合适的保险丝后，我们可以根据保险丝的额定电流、额定电压和熔断特性进行计算。
首先，进行电流计算。
根据开关电源的最大正常运行电流和最大过载电流，计算出所需的电流额定值。
其次，进行电压计算。
根据开关电源的最大输入电压和最大输出电压，计算出所需的电压额定值。
最后，进行熔断时间计算。
根据电路的工作频率和保险丝的熔断特性，计算出保险丝在过载或短路情况下的熔断时间。
总之，开关电源保险丝的选择与计算涉及到电流额定值、电压额定值和熔断特性的选择，以及电流、电压和熔断时间的计算。
开关电源mos管耐压选型原则
开关电源mos管耐压选型原则开关电源是现代电子设备中常用的一种电源形式，它通过不断开关电流来实现稳定的输出电压。
而MOS管是实现开关电源的核心元件之一，所以如何选型合适的MOS管对于开关电源的性能是非常重要的。
下面我们将介绍开关电源MOS管耐压选型的原则。
首先，耐压是选型MOS管时的一个重要指标。
耐压是指MOS管能够承受的最大电压。
在开关电源中，输入电压经过变压器和整流电路的处理后，会转化为直流电压并供给给MOS管。
所以选型时要根据开关电源的输入电压来确定MOS管的耐压等级，以确保MOS管能够正常工作并具有较高的安全性。
其次，功率损耗也是选型MOS管时需要考虑的因素之一。
在开关电源中，MOS管会频繁地开关，开关的过程中会有一定的功率损耗。
因此，在选型MOS管时，需要根据开关电源的设计功率来确定MOS管的额定功率，以确保MOS管能够承受开关过程中的功率损耗，并保持良好的热稳定性。
另外，导通电阻也是MOS管选型的重要指标之一。
导通电阻是指MOS管在导通状态下的电阻大小。
导通电阻直接影响到MOS管的电流承载能力和开关速度。
一般而言，导通电阻越小，MOS管的电流承载能力越强，开关速度也越快。
因此，在选型时需要考虑开关电源的负载电流和开关速度的要求，并选择具有合适导通电阻的MOS管。
此外，过压保护也是选型时需要考虑的因素之一。
过压保护是指当开关电源的输出电压超出设定范围时，MOS管能够及时切断电流，保护其他电子元件不受损坏。
因此，在选型时需要选择具有过压保护功能的MOS管，以提高开关电源的安全性和稳定性。
综上所述，开关电源MOS管耐压选型的原则主要包括耐压、功率损耗、导通电阻和过压保护等方面。
在具体选型时，需要根据开关电源的输入电压、设计功率、负载电流、开关速度和过压保护等要求，选择具有合适参数的MOS管，以确保开关电源的正常工作和稳定性。
如何为开关电源选择合适的电感完整版
如何为开关电源选择合适的电感中心议题：电感的特点降压型开关电源的电感选择升压型开关电源的电感选择解决方案：计算降压型开关电源的电感值计算升压型开关电源的电感值电感是开关电源中常用的元件,由于它的电流、电压相位不同,所以理论上损耗为零;电感常为储能元件,也常与电容一起用在输入滤波和输出滤波电路上,用来平滑电流;电感也被称为扼流圈,特点是流过其上的电流有“很大的惯性”;换句话说,由于磁通连续特性,电感上的电流必须是连续的,否则将会产生很大的电压尖峰;电感为磁性元件,自然有磁饱和的问题;有的应用允许电感饱和,有的应用允许电感从一定电流值开始进入饱和,也有的应用不允许电感出现饱和,这要求在具体线路中进行区分;大多数情况下,电感工作在“线性区”,此时电感值为一常数,不随着端电压与电流而变化;但是,开关电源存在一个不可忽视的问题,即电感的绕线将导致两个分布参数或寄生参数,一个是不可避免的绕线电阻,另一个是与绕制工艺、材料有关的分布式杂散电容;杂散电容在低频时影响不大,但随频率的提高而渐显出来,当频率高到某个值以上时,电感也许变成电容特性了;如果将杂散电容“集中”为一个电容,则从电感的等效电路可以看出在某一频率后所呈现的电容特性;当分析电感在线路中的工作状况或者绘制电压电流波形图时,不妨考虑下面几个特点：1.当电感L中有电流I流过时,电感储存的能量为：E＝0.5×L×I212.在一个开关周期中,电感电流的变化纹波电流峰峰值与电感两端电压的关系为：V＝L×di/dt2由此可看出,纹波电流的大小跟电感值有关;3.就像电容有充、放电电流一样,电感器也有充、放电电压过程;电容上的电压与电流的积分安·秒成正比,电感上的电流与电压的积分伏·秒成正比;只要电感电压变化,电流变化率di/dt也将变化；正向电压使电流线性上升,反向电压使电流线性下降;计算出正确的电感值对选用合适的电感和输出电容以获得最小的输出电压纹波而言非常重要;从图1可以看出,流过开关电源电感器的电流由交流和直流两种分量组成,因为交流分量具有较高的频率,所以它会通过输出电容流入地,产生相应的输出纹波电压dv=di×RESR;这个纹波电压应尽可能低,以免影响电源系统的正常操作,一般要求峰峰值为10mV~500mV;纹波电流的大小同样会影响电感器和输出电容的尺寸,纹波电流一般设定为最大输出电流的10%~30%,因此对降压型电源来说,流过电感的电流峰值比电源输出电流大5%~15%;降压型开关电源的电感选择为降压型开关电源选择电感器时,需要确定最大输入电压、输出电压、电源开关频率、最大纹波电流、占空比;下面以图2为例说明降压型开关电源电感值的计算,首先假设开关频率为300kHz、输入电压范围12V±10%、输出电流为1A、最大纹波电流300mA;最大输入电压值为13.2V,对应的占空比为：D＝Vo/Vi＝5/13.2＝0.3793其中,Vo为输出电压、Vi为输出电压;当开关管导通时,电感器上的电压为：V＝Vi－Vo＝8.2V4当开关管关断时,电感器上的电压为：V＝-Vo－Vd＝-5.3V5dt＝D/F6把公式2/3/6代入公式2得出：升压型开关电源的电感选择对于升压型开关电源的电感值计算,除了占空比与电感电压的关系式有所改变外,其它过程跟降压型开关电源的计算方式一样;以图3为例进行计算,假设开关频率为300kHz、输入电压范围5V±10%、输出电流为500mA、效率为80%,则最大纹波电流为450mA,对应的占空比为：D＝1－Vi/Vo＝1－5.5/12＝0.5427D=1-23.76/36=34%当开关管导通时,电感器上的电压为：V＝Vi＝5.5V823.76当开关管关断时,电感器上的电压为：V＝Vo＋Vd－Vi＝6.8V912.54把公式6/7/8代入公式2得出：359uH最大纹波电流为0.542的情况下161.568uH最大纹波电流为1A的情况下请注意,升压电源与降压电源不同,前者的负载电流并不是一直由电感电流提供;当开关管导通时,电感电流经过开关管流入地,而负载电流由输出电容提供,因此输出电容必须有足够大的储能容量来提供这一期间负载所需的电流;但在开关管关断期间,流经电感的电流除了提供给负载,还给输出电容充电;一般而言,电感值变大,输出纹波会变小,但电源的动态响应也会相应变差,所以电感值的选取可以根据电路的具体应用要求来调整以达到最理想效果;开关频率的提高可以让电感值变小,从而让电感的物理尺寸变小,节省电路板空间,因此目前的开关电源有往高频发展的趋势,以适应电子产品的体积越来越小的要求。
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电容器
• 开关电源使用各种电容器： • 按极性分极性电容和非极性电容；按材 料分铝、钽和铌电解电容，无机电容： 陶瓷电容和云母电容；有机薄膜电容等 ，按功能分有X，Y电容，Snabber电容， 穿心电容等，去耦电容，定时电容，滤 波电容和谐振电容等
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一、电容器的基本原理
结构 ：电容器的基本结构是
• 可变电阻：功率注意限制电流；电位器 可靠性差。 • 限流电阻：限制启动电容充电电流－采 用线绕电阻； • NTC，PTC－限流和温度补偿 • 降压电阻：贴片电阻－注意电压定额， 和最大电阻值<1MΩ－一般PCB上最大电 阻值。
8
电阻(7)-电阻的使用电阻
• 压敏电阻MOV 特性：类似稳压管双向击穿特性 击穿电压：通常对应1A电压值UB 残压比：1000A时电压与击穿电压之比 吸收能量：J 应用：并联在被保护元件端－器件，电感 ，输入电路（抗尖峰，雷击等） 单独应用：配合保险丝应用（浪涌吸收） 。
容量标注在外壳上，测试条件为25C，>1μF 测试频率为 120Hz， 1μF >C>1nF 测试频率为1kHz
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2.电压定额
电容器介质中的电场强度大于它的允许电场强度 ，这是绝缘介质中的电子被拉出来，产生雪崩效 应，引起介质击穿。额定电压一般比击穿电压低 。高电压定额的电容需要更厚的介质，比低电压 体积大。
电阻标称值按10进对数分割，根据公差不同分为E48，E24 ，E12和E6等。公差为1%，5%，10%和20% 等。以5%为 例，E24的标称值为
1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.7, 3.0, 3.3, 3.9, 4.3, 4.7, 5.1, 5.6, 6.2, 6.8, 7.5, 8.2, 9.1 3
23
如果是反激类电感（反激变换器变压器，Boost， Buck/Buck，Cuk等电感）电容电流有很大的峰 值电流。除了按峰值电流选取电容IOFp×Resr＝ ΔUpp 外，还应检查电容交流有效值不应当超过 限值。 例如电感电流是断续模式(Ip2＝5A－峰值电流),允 许纹波： ΔUpp＝100 mV，选择电容量
电容损耗：P
I 2 RESR
Tm Ta T Rth P
I－纹波电流有效值（A）; 绝缘介质决定了最高温度Tm，环境温度Ta决定温升 ΔT。而电容器的体积决定了散热面积，即决定了热 阻，因此给定电容的允许损耗也就确定了。不同电容 的ESR不同，各种电容允许的稳态电流有效值也不同。 超过电容的温升，将引起电容寿命大大缩短或爆裂。
开关电源中元件选择
1
主要内容
• • • • • • 电阻器 电容器 光耦 运算放大器 比较器 保险丝
2
Байду номын сангаас
电阻器 (1)-基本知识
• 定义：R＝U/I • 电阻器类型：
l l R A A
碳质电阻，碳膜电阻，金属化电阻，金属氧化膜 电阻，贴片电阻，线绕电阻，温度电阻（NTC， PTC），取样电阻，压敏电阻等. • 电阻值与公差电阻值与公差
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三、电容类型和应用场合
3.1 极性电容－电解电容－铝电解，钽电解和
铌电解电容
1. 铝电解电容－一般电解电容指铝电解电容 结构：纯铝阳极电极板一面电极，一面阳极化生成氧化铝 介质，为了增加面积，增加电容量极板氧化成多孔结构。 电解液与阴极电气相连。（化成电压135~200%额定电压） 温度范围：－25℃～85℃，－40℃～85℃，－55℃～ 85℃，－40℃～105℃，－55℃～105℃和－55℃～ 125℃等等 工作寿命：ESR增加30% ，或电容量减少到80%判定电 容寿命终止。温度上限的工作时间为工作寿命。如2k 小时，5k小时或10k小时等。
C
A 0 r A
ε
d d ＝ 0 r
r A r A 6 8.85 10 F 36d d
-12 -9 =8.85 × 10 F/m(1 × 10 /36π ) 0
A－极板面积（m2); d－极板间距离（m)
通常电容器名称是以介质材料来命名的
13
表1 一些材料的相对介电常数 材料 ε r 材料 ε r 空气 1.0 橡胶 2.7 蒸馏水 8.0 云母 6~7.5 腊纸 4.3 玻璃 5.5~8 矿物油 2.2 陶瓷 5.8 尼龙 3.55 氧化铝 7.5~10 聚酯薄膜 3.1 导热硅脂 3.9~4.3 人造云母 5.2 聚四氟乙烯 1.8~2.2
额定直流电压：电容两极能施加的最高直流电压。 额定交流电压：受损耗限制，一般比直流电压低得多。 并随频率增加允许交流电压降低。
例如：某电容直流额额定电压为600V，而50Hz交 流额定电压为30V。某电容50Hz交流额定电压为 400V，而在400HZ应用，额定电压降低为240V等。
通常选择电容额定电压不得小于电容所承 受电路最高电压的125%。
26
设计计算参数表
• 举例：输出功率为100W，变换器效率为85%，变换器
由220V/50Hz交流电源供电，经桥式整流，电容滤波，给 DC/DC变换器供电，变换器允许输入纹波电压峰峰值为 30V，选择输入滤波电容。
解： k (U p 30) / U p 0.90 P i P o / 100 / 0.85 118 查得α＝2.119,γ＝0.0076 得到电容 C P μF o 2.119 118 250 电容电流有效值 I ac C 0.0076 250 1.9 A
C
I p 65 U pp
5 65 3250μF 0.1
断续(Ip－峰值电流) ，DR＝TR/T=0.5：
TR
I ac I p
2 DR DR 0.5 0.25 5 1.6A 3 4 3 4
24
反激连续，D＝0.5,
连续(Ia－中值电流) ：
Ia
I p Ia I / 2
Z
1F ，用1kHz。C（F），DF（％）
f
18
各种电容引线结构典型ESL
• SMT元件典型值在2~8nH。径向 引线型(插入式）电容在10nH～ 30nH，螺旋端子电容20~50nH， 轴向引线型低于200nH。
容芯卷绕大，平叠小。
19
4. 纹波电流和dv/dt定额
电容温升是ESR损耗引起的。为了保证电容的寿 命,电容规定了允许纹波电流值，而有些电容规 定了电压变化率，即dV/dt,一般用V/μs表示。决 定此电容脉冲电流(CdV/dt)能力。
需要的电容量 ：
C
I p 65 U pp
μF
连续交流电流有效值应当小于所选电容允许 电流有效值：
I I a D(1 D) Ic
反激输出纹波尖刺问题
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工频整流电容滤波电容选择
• 能量关系
Po Po C Po 2 2 2 2 f (U p U L ) fU p (1 k )
22
按开关电源允许输出纹波电压ΔUpp和纹波 电流Δ I（Buck类LC滤波通常为负载电流 的20%）选择电容量。 例：Buck类LC滤波输出电流为20A,允许纹 波纹波电压为100mV。f=50kHz .选择电解 电容。 解：纹波电流为0.2Io=0.2×20=4A。因为 ΔUpp＝ Δ IRESR＝ 4×65×10-6/C ,则需要C＝ 4×65×10-6/0.1=2600μF。 如果不考虑ESR，按照此容量计算纹波电 压为ΔUpp＝ Δ IT/2C ＝ 4×20×10-6/(2×2600×10-6）=15.4mV 按实际ESR计算纹波
Uip UL
1 2 fU p (1 k 2 )
k= UL/Up；
1
Ii
Ii
t
脉冲宽度 t cos k
2 f
2 I I 2 tf (2 tf ) C 流过电容的交流有效值 ac cp • 输出接开关电源，输入电流有效值为Isw，电容电 流总有效值 2 2
I AC I ac I sw
17
3. ESR、ESL和损耗系数
电容等效电路：C，ESR，ESL和RS
1 Z jLESL RESR jC
ESR：引线、焊接和介质极化损耗。介 质损耗与温度和频率有关。 ESL：引线、电容极板结构有关。 RS：泄漏电阻，一般很大 损耗系数：容量>1F，用120Hz；<
DF RESR R C tan ESR 10000 1000 C 10000
6
电阻(5)-电阻的使用
• 取样电阻 电压取样：至少1个采用10kΩ，同类电阻， 如果要求输出电压精度高，应当选择高精 度。 电流取样：无感电阻－双线反绕线绕电阻 ，四端电阻；分流器，康铜丝，金属化电 阻多个并联。PCB铜皮线（过流检测） 35μm
l R 0.5 mΩ d
7
电阻(6)-电阻的使用电阻
21
寿命降额：阿亨纽斯（Arrhenius）定律，容 芯温度减少10℃ ，寿命增加1倍。电压超 过额定电压也要降额。但额定工作电压最 大不应大于电容定额的电压。 ESR与纹波电流：电解电容的温升是ResrI2引 起的。开关电源中输出纹波电压主要是 ESR引起的。而I为纹波电流的有效值。 ESR：20kHz以上，一般ESR与其容量的乘积 为RESRC＝50~80×10-6(s)。
5
电阻(4)-电阻的使用
• 普通负载电阻 功率：选择额定功率比实际电路功率大1倍。 直流负载： P=U2/R 开关电路：P=DU2/R或P=I2R 缓冲电路： P=fCU2
电压：只用额定电压一半 数值和公差:一般要求不严格，由电路决定，防失控 电阻（最大电阻值）。
定时电阻：精度高，温度系数小。（选大电 阻）
9
MOV应用
• 例如电感电流10A，电感量为10mH(0.5J)正常工 作时电感两端最大峰值电压为50V，电感两端最 大过电压为200V。可以选择大于能量0.5J，击穿 电压60V以上的压敏电阻。一般压敏电阻击穿电 压为1A测试值，残压比乘以击穿电压对应的电流 通常在1000A以上，这里电感电流10A很容易达到 。如果选择残压比为10的80V压敏电阻，对应 1000A的电压为10×80V＝800V，假设电压随电 流线性增加，10A时MOV端电压 [1000A:10=(800V-80V ) :( U-80) ] ，解得对应10A 的保护电压大约为88V，小于200V。如果希望保 护电压与击穿电压接近，应选择较小残压比的 MOV。 10 • 避雷