輸出電容值

一般假設充電器輸出電容的大小只受紋波電流和紋波電壓技術(shù)要求的限制。但是如果使用第二級濾波器L和C2，那么在C1兩端就允許存在一個很大的紋波電壓，而不用折中考慮輸出紋波的技術(shù)要求。如果只對紋波電壓有要求，只需采用一個更小的電容。

例如，假設在C兩端的紋波電壓允許達到500mV。導通期間L上的電流變化主要流入到C1，容許500mV電壓變化所需要的電容值的計算如下式，下面的等式假設使用的是等效串聯(lián)電阻為零的理想電容。

式中，C=輸出電容值，單位為μF；

△I=導通期間電流的變化，單位為A；

ton=導通時間，單位為μs；

△Vo=紋波電壓，Vp-p（峰-峰值）。

因此：

因此，如果只需滿足紋波電壓的要求，用一個很小的120F電容便可以解決問題。但是，在負載電流能在一個大范圍內(nèi)快速變化的應用場合（瞬變負載變化）中，根據(jù)副邊瞬變負載變化準則可以確定最小輸出電容的大小。

現(xiàn)在討論在負載達到最大一段時間后突然降到零的情況。這時即使控制電路能夠快速反應，存儲在串聯(lián)電感中的能量（1／2）L2必須傳送到輸出電容，這增加了它的端電壓。在上面的例子中，對于一個其輸出電容只有120F、串聯(lián)電感為19。4H和滿載電流為20A的變換器，移去其負載時的電壓過沖幾乎為100%，這是不允許出現(xiàn)的。因此，負載移去時最大允許的電壓過沖也就變成了一個控制因素。

最小輸出電容值應該滿足電壓過沖的要求，利用能量轉(zhuǎn)換準則可如下式計算。

滿負載突然撤掉時存儲在輸出電感中的能量為：

在發(fā)生這種事件后，存儲在輸出電容中的能量變化將是：

式中，Vp=最大輸出電壓=6V；

Vo=正常輸出電壓=5V

因此，

重新整理可求得C是：

如果該例中的最大輸出電壓不超過6V，那么輸出電容的最小值將是:

再者，為了滿足紋波電流技術(shù)指標需要使用一個大電容。實際取電容值時要考慮增大約20%的典型值，這主要考慮到電容的等效串聯(lián)電阻的影響，通常它將使紋波電壓增加，這取決于電容的等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感、電容的大小、形狀、紋波電流的頻率。

總的來說，通過附加一些相對較小的輔加LC輸出濾波網(wǎng)絡便可以得到一個非常有效的對差模和共模紋波傳導的抑制。在電路設計中做出這些簡單改變，使用低成本中等電解電容和傳統(tǒng)的電感設計，就可以得到好的紋波和噪聲抑制效果。

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