开关电源输出电容计算
电容计算公式
电容定义式C=Q/UQ=I*T电容放电时间计算：C=(Vwork+ Vmin)*I*t/( Vwork2 -Vmin2)电容计算公式.xlsx电压(V) = 电流(I) x 电阻(R)电荷量(Q) = 电流(I) x 时间(T)功率(P) = V x I (I=P/U; P=Q*U/T)能量(W) = P x T = Q x V容量 F= 库伦（C） / 电压（V）将容量、电压转为等效电量电量=电压（V) x 电荷量（C）实例估算：电压5.5V 1F（1法拉电容）的电量为5.5C（库伦），电压下限是 3.8V，电容放电的有效电压差为5.5-3.8=1.7V，所以有效电量为1.7C。
1.7C=1.7A*S（安秒）=1700mAS（毫安时）=0.472mAh（安时）若电流消耗以10mA计算，1700mAS/10mA=170S=2.83min（维持时间分钟）电容放电时间的计算在超级电容的应用中，很多用户都遇到相同的问题，就是怎样计算一定容量的超级电容在以一定电流放电时的放电时间，或者根据放电电流及放电时间，怎么选择超级电容的容量，下面我们给出简单的计算公司，用户根据这个公式，就可以简单地进行电容容量、放电电流、放电时间的推算，十分地方便。
C(F)：超电容的标称容量；R(Ohms)：超电容的标称内阻；ESR(Ohms)：1KZ下等效串联电阻；Vwork(V)：正常工作电压Vmin(V)：截止工作电压；t(s)：在电路中要求持续工作时间；Vdrop(V)：在放电或大电流脉冲结束时，总的电压降；I(A)：负载电流；超电容容量的近似计算公式，保持所需能量=超级电容减少的能量。
保持期间所需能量=1/2I(Vwork+ Vmin)t；超电容减少能量=1/2C(Vwork2 -Vmin2)，因而，可得其容量(忽略由IR引起的压降)C=(Vwork+ Vmin)*I*t/( Vwork2 -Vmin2)举例如下：如单片机应用系统中，应用超级电容作为后备电源，在掉电后需要用超级电容维持100mA的电流，持续时间为10s,单片机系统截止工作电压为4.2V，那么需要多大容量的超级电容能够保证系统正常工作？由以上公式可知：工作起始电压Vwork＝5V工作截止电压Vmin＝4.2V工作时间t=10s工作电源I＝0.1A那么所需的电容容量为：C=(Vwork+ Vmin)*I*t/( Vwork2 -Vmin2)=(5+4.2)*0.1*10/(52 -4.22)=1.25F根据计算结果，可以选择5.5V 1.5F电容就可以满足需要了。
开关电源中X电容和Y电容设计规则
开关电源中X电容和Y电容设计规则开关电源的X电容设计准则：参考AD1118X电容放置原则：1.共模扼流圈前：105/275VA CMKP/X22.共模扼流圈后：474/275VA CMKP/X2参考MWSP200-12X电容放置原则：1.共模扼流圈前：1uF/275VA CMKP/X22.共模扼流圈后：0.33uF/275VA CMKP/X2参考MWS145-12X电容放置原则：1.共模扼流圈前：0.22uF/MKP-X2-250VA C/275VA CGS-L2.共模扼流圈后：0.1uF/MKP-X2-250VA C/275VA CGS-L一般两级X电容，前一级用0.47uF第二级用0.1uF;单级则用0.47uF.目前还没有比较方便的计算方法。
电容容量的大小和电源的功率无直接关系）开关电源的Y电容设计准则：大地=PGNDorCHGND参考AD1118Y电容放置原则：1.市电输入L/N线对大地：2颗472/250VY22.市电经过一级共模扼流圈后的两线对大地：2颗472/250V3.整流桥输出的低压端(变压器初级低压端）对大地：1颗222/250V4.6组低压直流输出88V1对大地：各1颗103/1KVY15.6组低压输出辅助电源AGND变压器次级低压端）对大地：共用1颗103/1KVY16.变压器初级低压端对变压器次级低压端：共用1颗103/1kVY1参考AD1043设计：1.市电输入L/N线对大地：2颗222/250VY22.市电经过1级共模扼流圈后的两线对大地：2颗472/250VY2参考康殊电子的设计：1.市电输入L/N线对大地：2颗102/250VY22.市电经过2级共模扼流圈后的两线对大地：2颗102/250VY23.整流桥输出的低压端(变压器初级低压端无线数传模块）对大地：1颗332/250VY24.12V低压直流输出对大地：1颗223/1KVDISCY15.变压器初级低压端对变压器次级低压端：222/250VY1参考MWS-145-12设计：1.市电经过1级共模扼流圈后的两线对大地：2颗222/2kVY12.整流桥输出的低压端(变压器初级低压端）对大地：1颗222/2kVY13.12V低压直流输出GND对大地：1颗103/1KVY1参考MWS-200-12设计：1.市电输入L/N线对大地：2颗472/250VY2未上）2.市电经过1级共模扼流圈后的两线对大地：2颗472/250VY22.整流桥输出的低压端(变压器初级低压端）对大地：1颗222/250VY23.PFC输出高压端对变压器初级地：1颗103/2kVY14.12V低压直流输出对大地：1颗103/1KVY15.12V低压直流输出GND对大地：1颗203/1KVY1根据上述说明，Y电容设计规则如下：可适当选择)1.市电输入L/N线对大地：2颗222/250VY22.市电经过一级共模扼流圈后的两线对大地：2颗222/250VY23.整流桥输出的低压端(变压器初级低压端）对大地：1颗222/250VY24.变压器初级低压端对变压器次级低压端：共用1颗103/1kVY15.低压侧直流输出对大地：1颗103/1KV6.低压输出侧GND对大地：1颗103/1KV。
Buck开关电源设计中,输出波纹怎么计算？
Buck开关电源设计中，输出波纹怎么计算？
对滤波效果而言，电容的ESL和ESR参数都很重要，电感会阻止电流的突变，电阻则限制了电流的变化率，这些影响对电容的充放电显然都不利。
优质的电容在设计及制造时都采取了必要的手段来降低ESL和ESR，故而横向比较起来，同样的容量滤波效果却不同。
纹波电压主要由几个部分引起
1、电容的ESR引起的
2、电容的ESL引起的
3、电容的充放电引起的
4、噪声引起的
以Buck开关电源为例来计算一下：
电容的ESR引起的纹波计算公式
电容的ESL引起的纹波计算公式
电容的充放电引起的纹波计算公式
对于此条计算可能有部分人不太理解，下面我们一起来分析一下：
当△ic流过理想电容C时，在C两端产生的电压变化如下
由上面图（f）中最下一个电流波形可知Buck 电路在达到平衡工作状态时, 在Io 的上方为电容充电电流, 而Io 下方为电容放电电流, 由图形中即可知纹波积分的上限应该选择.toff/2、下限取ton/2.
计算积分得到。
开关电源电容、负载剖析——错过这篇硬核小文档太可惜(民熔)
开关电源电容、负载超全指南一、X、Y电容1 、X电容（1）X电容容量的选定X电容容量的选择受到放电时间的限制，根据安规要求，断电后输入端口电压放电到安全电压峰值42.4V的时间不超过1S，可根据下面的经验公式估算：设Cx为所有X电容的总和。
Cx<1/(2.2×R1)（2）将R1=100K代入上式得：Cx<4.5uF，可取Cx=4.4uF，X电容共有两个，每个X电容的容量为2.2uF。
（3）X电容的耐压要求X电容的选择还要考虑耐压能力（按额定电压的0.6降额）：由于X电容靠近电源线输入端，所以必须具备承受瞬时高电压（高达1200V）的能力。
（4）X电容的频率特性（低的ESR和ESL）：对同样材质的电容器，容量越小，频率特性越好。
电容器典型的频率特性是：随着频率的增加，电容总的等效容抗减小，但当频率增加到某一值时，容抗却反而开始增加。
假设把这一频率定义为电容容抗的转折频率，则电容容量越小，转折频率越高—即频率特性越好。
因此，为得到相同的电容量，可采用将若干小容量电容并联的方式，这样可提高电容的高频特性。
综上所述，电路中的X电容，每个X电容可选用2.2uF电容。
其额定电压为275Vac，瞬时耐压为：1500Vac/1S，2500Vac/0.1S。
2、Y电容（1）Y电容容量的选定Y电容容量的选择受到漏电流的限制，根据安规要求，在额定输入电压下，相线或零线对地的漏电流不超过3.5mA。
假设相线或零线分别对地的电容为Cy，则有：220×2πfoΧCy<3.5mA（2）上式中：fo=50HZ为工频频率，代入上式可得Cy=(Cy1+Cy3)=(Cy2+Cy4)<0.056uF，考虑到设备本身还有一定的漏电流，取Cy=0.02uF。
则每个Y电容为0.01uF。
（3）Y电容对频率特性的要求参考X电容的选择。
在选择X、Y电容时，用相对较小的电容通过并联获得满足要求的容量较大的电容尤为重要，这将大大改善电容的高频特性。
开关电源输出电压计算公式
开关电源输出电压计算公式（原创版）目录1.开关电源输出电压计算公式概述2.计算公式的推导过程3.计算公式的应用实例4.注意事项及结论正文一、开关电源输出电压计算公式概述开关电源是一种采用现代电力电子技术，通过开关管的开通和关断，实现输入电压和输出电压之间能量传递的电源。
在开关电源设计中，计算输出电压是一个关键环节。
本文将介绍一种常用的开关电源输出电压计算公式，并详细阐述其推导过程及应用实例。
二、计算公式的推导过程在开关电源系统中，通常采用 Buck 电路（降压电路）作为输出电压的调整电路。
Buck 电路的工作原理是：在输入电压的作用下，开关管进行开关操作，使得电感上的电流呈锯齿波形，从而实现输出电压的调节。
根据电感上的电流与输出电压之间的关系，可以得到开关电源输出电压的计算公式如下：输出电压 = 输入电压× (开关周期中电感电流的平均值)其中，开关周期中电感电流的平均值可以通过以下公式计算：平均电感电流 = (电感电流的最大值 + 电感电流的最小值) / 2由于电感电流的波形为锯齿波，其最大值和最小值可以通过以下公式计算：最大电感电流 = (开关电流增益×输入电压) / (开关电流增益 + 电感阻抗)最小电感电流 = (开关电流增益×输入电压) / (开关电流增益 - 电感阻抗)三、计算公式的应用实例假设一个开关电源系统的输入电压为 220V，开关电流增益为 1.2，电感阻抗为 0.1Ω，求该开关电源系统的输出电压。
根据公式，可得：平均电感电流 = (最大电感电流 + 最小电感电流) / 2= [(1.2 × 220) / (1.2 + 0.1) + (1.2 × 220) / (1.2 - 0.1)] / 2= 110A输出电压 = 输入电压×平均电感电流= 220V × 110A= 24200V因此，该开关电源系统的输出电压为 24200V。
电容器的电量与电容计算
电容器的电量与电容计算电容器是一种能够存储电荷并将其释放出来的电子元件。
它由两个导体板之间隔开的绝缘材料组成，其中每个导体板被称为电容器的极板。
当电容器与电源连接时，电荷会从电源移动到一个极板，然后从另一个极板回流到电源，这样就产生了一个电场。
这个电场使得电容器存储电荷。
电容器具有电容量的概念，这个概念表示了电容器可以存储多少电荷。
电容量的单位是法拉(Farad)，简写为F。
电容器的电容量取决于两个因素：电容器的构造和电介质的性质。
电容器的构造主要指的是电容器的极板面积和极板之间的距离。
电介质的性质主要指的是电介质的相对介电常数。
电容量可以通过下面的公式来计算：C = ε₀εᵣA/d其中，C是电容量，ε₀是真空中的介电常数，约为 8.854 x 10⁻¹²C²/(N·m²)；εᵣ是电介质的相对介电常数，A是极板的面积，单位是平方米；d是极板之间的距离，单位是米。
通过这个公式，我们可以看到电容量和极板的面积成正比，和极板之间的距离成反比。
因此，如果我们想增加电容量，可以增大极板的面积或减小极板之间的距离。
除了电容量的概念，我们还需要了解电容器的电压和能量存储能力。
电容器的电压是指电容器可以承受的最大电场强度。
如果超过了这个电场强度，电容器可能会发生击穿，导致电容器损坏。
能量存储能力是指电容器存储电荷的能力。
电容器存储的能量可以通过下面的公式计算：E = 1/2 CV²其中，E是电容器存储的能量，C是电容量，V是电容器的电压。
通过这个公式，我们可以推导出电容器的能量存储能力正比于电容量和电压的平方。
因此，要增加电容器的能量存储能力，可以增加电容量或增加电压。
总结一下，电容器是一种用于存储电荷的电子元件。
它的电容量取决于极板的面积和极板之间的距离。
电容器的电容量可以通过计算公式来计算，即 C = ε₀εᵣA/d。
电容器的电压是指电容器可以承受的最大电场强度，能量存储能力可以通过公式 E = 1/2 CV²来计算。
24V20A半桥式开关电源参数计算
变压器和电感部分变压器T2和滤波电感T1参数输出电压Vout=24V ，电流Iout=20A ，Pout=480W 。
Rt=6.8K,Ct=1NF,震荡频率F=1Rt∗Ct =147KHZ 。
输出频率F=震荡频率/2=73.5KHZ,周期T=173.5KHZ =13.61uS ，N p 初级圈数，N m 次级圈数。
AC 输入电压220V ±15%，即AC180V-250V DC=200V-400V 之间（算上50V 纹波） V in （min ）=180*1.4-50≈200V, V in （max ）=250*1.4+50≈400V ，50V 为纹波电压。
每个开关管的最大占空比为0.4，则一个周期内两个开关管的最大占空比之和为0.8。
T2不开气隙，L1要开气隙。
第一，初次级和充电部分线圈匝数的计算（初级有一个线圈，次级和充电部分都有两个线圈）选用EER42/15（即EC42/15）磁芯架构，PC40材质，100度时饱和磁通密度Bsat=3900*10^(-4) T ，剩余磁通Bres=0.095T,为保证磁芯工作在磁滞回线的线性部分（在磁滞回线弯曲部分之前）取Bmax=2250*10^(-4) T=0.195T （PC40一般取0.18-0.25T 。
若取得过大，可能会进入弯曲部分，甚至会进入饱和状态。
若开了气隙，可利用的线性部分变大，可适当取大些，本变压器没有开气隙，应该选偏小点）磁芯截面积Ae=1.94cm 2，则单端磁通Δb=Bmax-Bres=0.195T-0.095T=0.1T=1000G （高斯）（即为可利用的磁通密度范围，频率低于50KHZ 时选用1600G ，频率越高该值越小,本变压器频率为73.5KHZ ）， 半桥电源的磁通范围在第一和第三象限，则ΔB=2*Δb=0.2T=2000G （其中一个开关管导通时，磁通密度变化范围可从相应的负1000G 到正1000G ）若最低输入电压Vin min= Vin (min )/2=200V/2=100V,最大导通时间T on (max )=0.8T/2=0.4∗13.61uS =5.44uS ，则初级线圈数N p =(Vin min −1)∗T on (max )∗10^8Ae∗ΔB =99∗5.44∗10^(−6)∗10^81.94∗2000=13.88≈14圈（取偶数，好绕线）初级线圈为一个线圈（Q1导通或Q2导通时共用该初级线圈），而次级线圈由两个线圈（Nm1和Nm2）构成，其中一个线圈对应着Q1导通进行半波整流输出，另一个线圈对应着Q2导通进行半波整流输出，两个输出进行并联进行总的输出，则在一个周期内，输出电压等于两个线圈分别半波整流输出之和，若每个开关管最大导通时间为0.8T/2=0.4T ，则Vout =[(V in min -1)* Nm1Np -V d ]* 0.4T T +[(V in min -1)* Nm2Np -V d ]* 0.4T T由于Nm1=Nm2，令Nm=Nm1=Nm2，则Vout =[(V in min -1)*Nm1Np -V d ]* 0.4T T +[(V in min -1)* Nm2Np -V d ]* 0.4T T =[(V in min -1)* Nm Np -V d ]* 0.8T T =[(100V-1V)* Nm Np -1]* 0.8T T =[99* Nm 14-1]* 0.8=24V ，则Nm=4.38≈5圈（偏多一点对应着占空比偏小一点，更安全一点），则Nm1=Nm2=5圈，则次级线圈的每一部分为5圈。
24V20A半桥式开关电源设计计算
24V20A半桥式开关电源设计计算变压器T2和滤波电感T1的参数是输出电压Vout为24V，电流Iout为20A，Pout为480W。
根据公式Rt=6.8K，Ct=1NF，震荡频率F=Rt*Ct=147KHZ。
输出频率为震荡频率的一半，即73.5KHZ，周期为13.61uS。
初级圈数为Np，次级圈数为Nm。
AC输入电压为220V±15%，即在200V-400V之间（算上50V纹波）。
每个开关管的最大占空比为0.4，一个周期内两个开关管的最大占空比之和为0.8.T2不开气隙，L1要开气隙。
首先，计算初级和充电部分线圈匝数（初级有一个线圈，次级和充电部分都有两个线圈）。
选用EER42/15磁芯架构，PC40材质，100度时饱和磁通密度Bsat为3900*10^(-4)T，剩余磁通Bres为0.095T。
为保证磁芯工作在磁滞回线的线性部分，取Bmax为2250*10^(-4)T=0.195T。
磁芯截面积Ae为1.94cm2，则单端磁通Δb为0.1T=1000G，半桥电源的磁通范围在第一和第三象限，则ΔB=2*Δb=0.2T=2000G。
若最低输入电压Vin min为100V，则最大导通时间Ton(max)=5.44uS。
初级线圈数Np=99.以上是变压器和电感部分的参数和计算。
每个开关管最大导通时间为0.8T/2=0.4T。
由于初级线圈为一个线圈，因此初级电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为Ipft=Vin_min*Np/(Vd*0.4T)。
代入数值得到Ipft=2.47A。
根据次级线圈为两个线圈，其中一个线圈对应着Q1导通进行半波整流输出，另一个线圈对应着Q2导通进行半波整流输出，可得到次级电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为XXX)。
代入数值得到Icft=1.14A。
根据充电电压为28.1V，充电线圈为1圈，可得到充电电流脉冲等效的平顶脉冲峰值为Ichft=Vcharge/(Ncharge*0.4T)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
t Vp-p=lpk* Ton C min 二 C min Ipk Ton
Vp - p
反激开关电源输出电容计算 1、 设定开关工作频率：f=60kHz ，输出电流lo=1A ;根据变压器，输入、输出电压求实际 最大占空比Dmax=0.457 ； 2、 计算 Toff 、Ton : Toff=1/f*(1-Dmax)=9.05 To n=1/f*Dmax=7.62 3、 计算输出峰值电流： 2Io 2*1 Ipk= = 3.68A 1 - D 0.543 4、 根据反激式输出波形，来计算输出电容量： Vo 减少、Uo 也减小，即输出电解电容主要维持 t1到t2时间段电压。
贝U ： 7.62us “a 「 l Cmi n=3.68* 233.7uF 120mV 5%- 20%，即Inppl=20%*1=0.2A 实际每个电解电容的纹 波电流 p 120mV “c C 宀…’心 6、 ESR= 600m 「」实际最大值 山 Iripple 0.2A 65*10“ 65*10° 小
7、 ESR= 278m 1」 经验公式
C min 233.7
注：ESR 值需要根据实际纹波电流大小而定，实际使用值比计算值应小得多；大概是最 大值的20%
左右或更小。
t。