本文转载自@@: 硬件十万个为什么微信公众号@@@@
我们可以从上图@@可以看到在@@电源系统中@@,电容@@在@@开关电源电路@@中主要用于@@:
1、输入电容@@@@Cin
2、输出电容@@@@Cout
3、自举电容@@@@CBST
4、电容@@控制器自身的@@一些储能和稳压@@CVCC
5、开关控制器的@@配置@@Css
6、环路特性设计@@Ccomp
7、去耦@@
电源往往是我们在@@电路设计过程中最容易忽略的@@环节@@。其实@@,作为一款优秀的@@设计@@,电源设计应当@@是很重要的@@@@,它很大程度影响了整个系统的@@性能和成本@@。
这里@@,只介绍一下电路板电源设计中的@@电容@@使用情况@@。这往往又是电源设计中最容易被忽略的@@地方@@。很多人搞@@@@ARM,搞@@DSP,搞@@FPGA,乍一看似乎搞@@得很高深@@,但未必有能力为自己的@@系统提供一套低成本可靠的@@电源方案@@。尤其当@@前进口芯片供应困难@@,价格高@@。我们需要运用一些国产芯片进行电源设计@@。本文就以@@JWH6346为例@@,说明电容@@器在@@开关电源设计中的@@运用@@。
1、输入电容@@@@
输入电容@@@@纹波电流有效值@@计算@@
相信很多人都知道@@Buck电路中@@输入电容@@@@纹波电流有效值@@@@,在@@连续工作模式下可以用以下公式来计算@@:
然而@@,相信也有很多人并不一定知道上面的@@计算公式@@是如何推导出来的@@@@,下文将完成这一过程@@。我曾经在@@我写的@@华为内部的@@培训资料@@《电源是怎样炼成的@@@@》里面@@,也没有充分的@@描述清楚@@。也很多朋友通过这个材料跟我探讨过这这个问题@@。
众所周知@@,在@@BuckConverter电路中@@Q1的@@电流@@(IQ1)波形基本如图@@@@1所示@@:0~DTs期间@@为一半梯形@@,DTs~Ts期间@@为零@@。当@@0~DT期间@@Iq1 ⊿I足够小时@@(不考虑输出电流纹波的@@影响@@),则@@Iq1波形为近似为一个高为@@Io、宽为@@DTs的@@矩形@@,则@@有@@:
图@@1
Iin=(Vo/Vin)*Io=DIo (Iin,只要@@Cin容量足够大@@,则@@在@@整个周期中是基本恒定的@@@@;按照能量守恒定律@@:Pin≈Pout)
Icin=Iq1-Iin
对@@Icin 的@@表达式可以这样理解@@:在@@Q1导通期间@@输入端和输入电容@@@@共同向输出端提供电流@@,因此输入电容@@@@电流等于@@Q1电流减去输入端电流@@;在@@Q1关断期间@@输入端对@@电容@@充电@@,以补充在@@@@Q1导通期间@@所泄掉的@@电荷@@,而此时电流方向与所定义的@@正向是相反的@@@@,所以有@@Icin=-DIo根据有效值@@的@@定义@@.
不难得出输入电容@@@@的@@纹波电流有效值@@@@Icin.rms的@@计算公式@@:
有效值@@定义@@:有效值@@(Effectivevalue)在@@相同的@@电阻上分别通以直流电流和交流电流@@,经过一个交流周期的@@时间@@,如果它们在@@电阻上所消耗的@@电能相等的@@话@@,则@@把该直流电流@@(电压@@)的@@大小作为交流电流@@(电压@@)的@@有效值@@@@,正弦电流@@(电压@@)的@@有效值@@@@等于其最大值@@(幅值@@)的@@1/√2,约@@0.707倍@@。
在@@正弦交流电流电中根据热等效原理@@,定义电流和电压@@的@@有效值@@@@为其瞬时值在@@一个周期内的@@方均根值@@。