Eingangswelligkeitsspannung und Ausgangswelligkeitsspannung für Kondensatoren

Ich arbeite separat mit Buck-Konvertern und Boost-Konvertern.

Kann mir jemand sagen, warum die Ausgangswelligkeitsspannung (und -strom) in den Ausgangskondensatoren vorhanden ist und wie die Eingangswelligkeitsspannung (und -strom) in den Eingangskondensatoren auftritt?

Ich denke, da der Strom in der Induktivität ansteigt und abfällt, fließt dieser Strom in den Ausgangskondensator hinein und aus ihm heraus, weshalb wir im Kondensator einen Ausgangswelligkeitsstrom erhalten. Und wenn es sich um einen Elektrolytkondensator handelt, haben wir seinen ESR, der die Ausgangswelligkeitsspannung angibt? Ist mein Verständnis richtig? Wenn ja, könnten Sie eine Formel dafür angeben, die beim intuitiven Verständnis helfen könnte?

Aber ich kann nicht verstehen, wie Eingangswelligkeitsspannung und -strom an den Eingangskondensatoren auftreten? Bitte helfen Sie dabei.

Irgendwelche richtigen Referenzen oder Links zu den Formeln für ihre Berechnung von Welligkeitsstrom und -spannung sowie dem Ein- und Ausgang der Kondensatoren?

Nun, Sie würden es nicht als Eingangswelligkeit bezeichnen, wenn es am Ausgang wäre ...
Wenn Strom in und aus einem Kondensator fließt, hat er eine Brummspannung, selbst wenn es sich um einen idealen Kondensator mit einem ESR von Null handelt. Der Grund ist, dass die Kondensatorregel I = C dv/dt ist. Wenn Sie das neu anordnen, um es nach dv/dt aufzulösen, heißt es dv/dt = I/C. Wenn I also nicht Null ist, ändert sich die Spannung.
Oh, dann hat ESR nichts mit dem Konzept der Brummspannung zu tun?
Nun, der ESR beeinflusst die Brummspannung. Aber selbst ein theoretischer Kondensator mit einem ESR von Null wird eine gewisse Brummspannung haben. ESR erhöht die Brummspannung, kann aber den Brummstrom im Kondensator reduzieren.
Sowohl der ESR als auch die Kapazität wirken sich auf die Welligkeit aus. Grundsätzlich bedeutet dies, dass ein Kondensator ohne ESR die Mindestkapazität für eine bestimmte Welligkeit definiert, aber aufgrund des ESR muss die Kapazität größer sein, sodass die Gesamtwelligkeit aus Kapazität und ESR unter Ihrer Welligkeitsgrenze bleibt.

Antworten (2)

Beide Kondensatoren haben eine Welligkeit, weil der Induktorstrom ansteigt oder abfällt.

Sie haben die Ausgangswelligkeit herausgefunden, entweder ist der Induktorstrom groß genug, damit der Strom die Kappe aufladen kann, oder der Induktorstrom ist niedrig, sodass sich die Kappe in die Last entladen muss.

Gleiches gilt für den Eingangskondensator. Entweder ist der Schalter eingeschaltet, sodass Strom daraus gezogen wird, um den Induktorstrom zu erhöhen, oder der Schalter ist ausgeschaltet, sodass kein Strom daraus gezogen wird, was die Phase ist, in der der Induktorstrom abfällt.

Danke für die Antwort. Können Sie die Formeln zur Berechnung der Ausgangs- und Eingangswelligkeit (Spannung und Strom) bereitstellen? Ich konnte keine richtige konsistente Welligkeitsformel für die DC-DC-Wandler erkennen. Ist die Berechnung zum Beispiel für den Abwärts- und Aufwärtswandler gleich?
Fast alle Konverter-Chip-Datenblätter haben die Formeln, ich habe sie nicht auswendig gelernt und ich würde annehmen, dass die Formeln für verschiedene Konvertertypen unterschiedlich sind.
Nur wenige der Datenblätter enthalten die Formeln. Und das auch nur für Ausgangskondensatoren. Viele von ihnen haben nicht die Formel für die Eingangskondensatoren.

Der Strom im Eingangskondensator hängt von der Schaltzellenstruktur und den Betriebsbedingungen ab. Das erste, was man mit einer perfekten Entkopplung oder mit einem Front-End-Filter realisieren sollte, ist, dass alle hochfrequenten Wechselstromimpulse vom Kondensator geliefert werden, während der Gleichstrom in der Eingangsquelle fließt. Es ist natürlich eine Annäherung, aber dies wird bei der Berechnung von Welligkeitsströmen impliziert. Der Strom, der beispielsweise von einem Tiefsetzsteller aufgenommen wird, ist der des Leistungsschalters. Dieser Strom besteht aus einer Gleich- und einer Wechselspannungskomponente. Die quadratische Summe dieser Ströme ergibt den Eingangseffektivstrom: ICH S W , R M S = ICH ich N , D C 2 + ICH ich N , A C 2 .

In dieser Formel ist der Gleichstrom einfach der Eingangsstrom, den man erhält, wenn man die gelieferte Leistung und die Eingangsspannung kennt: ICH ich N , D C = P Ö u T v ich N = v Ö u T ICH Ö u T v ich N = M ICH Ö u T . Der Effektivstrom im Kondensator ergibt sich somit als ICH C , R M S = ICH S W , R M S 2 − ICH ich N , D C 2 .

Um den Effektivstrom im Leistungsschalter zu bestimmen, können Sie sich die Formel ansehen, die ich in der zweiten Auflage meines Buches über Stromversorgungen hergeleitet habe. Wenn Sie den Strom simulieren oder messen, der im Leistungsschalter eines Abwärtswandlers fließt, der im kontinuierlichen Leitungsmodus (CCM) betrieben wird, sollten Sie diese Wellenform sehen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

und wenn Sie die Berechnungsschritte befolgen, wird der Effektivstrom im Schalter mit dem folgenden Ausdruck erhalten:

ICH S W , R M S = D ( 12 ICH Ö u T 2 + Δ ICH L 2 ) 2 3 .

Lassen Sie uns diese Formel mit einer schnellen Berechnung um einen 10-A-Abwärtswandler überprüfen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

In diesem Beispiel ist der Effektivstrom im Eingangskondensator recht hoch und beträgt fast 5 A. Die SIMPLIS-Simulation bestätigt diesen Wert:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wenn Ihr Konverter eine andere Struktur hat, gehen Sie auf ähnliche Weise vor, um zuerst die Eingangsstromsignatur zu erhalten und daraus den Wechselstromwert zu extrahieren.

Eingangswelligkeitsspannung und Ausgangswelligkeitsspannung für Kondensatoren
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v