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ac-dc整流后大电解电容计算

已知输出功率为50W,AC输入为220VAC±20%

一、经验法

对于220VAC输入±20%的电网波动来说,按照1uF/W;

对于110VAC输入±20%的电网波动来说,按照2~3uF/W;

输入为50W,可选择50uF的电解电容,考虑到标称容量以及裕量,要取偏大一点,故最终选择82uF的电解电容。

二、估算法

输入为220VAC±20%,当输入电压为最低时,所需电流为最大,此时对电解电容影响最大,因此在计算的时候,以最恶劣的条件下进行设计;即输入电压为176VAC,整流后的最高电压为176*1.414 = 248V;

一般电解电容的纹波在30~50V,按50V进行计算,整流后的电压最低为248-50 = 198V,波形如下

电容电压从248V到198V的过程用于负载供电,即放电过程(t0~t1);198V上升到248V为电网给电容充电,即充电过程(T1时间段)

电网的频率为50Hz,整流后的频率为100Hz,一般充电时间占整个周期的20%~30%,按20%进行计算:则充电时间为1/100 *20% =2ms,放电时间为1/100 *80% =8ms

根据公式C = Q/ΔU 以及Q = I *T (用电容的放电过程来计算,因为电网给电容的充电电流不好估算)

要想计算出C 需要知道 ΔU 、I、T

通过上述,已知的是ΔU =50v(也就是纹波248-198)

时间T = 8ms

剩下的就是I,I是平均输入电流,可通过输入功率来计算;

输出功率为50W 假设效率为0.8,则输入功率为62.5W

平均电压为(248+198)/2 =223V

即平均输入电流I = 62.5/223 = 0.28A

电容C = I *T/U = 0.28A *8ms / 50v =44.8uF

44.8uF跟50uF很接近,一般按照经验法来选择电容;

估算法的要点:

  1. 电容上ΔU 在30~50V;
  2. 电容充电时间占周期的20~30% ;电容越大,电容充电时间越小,冲击电流就很大;
  3. 输入功率与输出功率之间的效率在80%