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  • 正文
    • 01、簡介
    • 02、輸入電容RMS電流的最大值?
    • 03/ 小結(jié)?/
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請關(guān)注輸入電容的RMS電流參數(shù)

10/11 14:32
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01、簡介

BUCK電路設(shè)計中常被忽略的一種電流應(yīng)力就是,輸入電容RMS電流值;如果不能正確理解并設(shè)計它,那么較大的電流應(yīng)力會使得電容過熱而過早失效,原因是“ 阿倫尼烏斯方程 K=Ae(-Ea/RT) ”或者對應(yīng)的經(jīng)驗法則“溫度每升高10攝氏度,化學(xué)反應(yīng)速率增加約2倍,元件壽命將減半”,反過來表述是“溫度每降低10攝氏度,化學(xué)反應(yīng)速率降低約2倍,元件壽命將翻倍”。

BUCK轉(zhuǎn)換器中,可以根據(jù)負載電流 IOUT 和占空比 D?由公式(3.300)計算得到輸入電容RMS電流工程計算值:
上述公式(3.300)的具體推導(dǎo)過程,參考文章[輸入電容的有效電流/RMS電流]...

02、輸入電容RMS電流的最大值?

參考文章[輸入電容RMS電流與占空比的關(guān)系?其最大值是多少?指導(dǎo)意義是什么?],由“輸入電容有效電流的工程值”公式(3.300)可知,在負載電流 IOUT 不變的情況下,該公式中的 D×(1-D) 是占空比的一元二次方程,且該方程曲線的開口向下,有最大值。令該方程的微分等于零,有 1-2×D=0 ,解得 D = 0.5 。

圖 3.69 I(CIN,RMS)/IOUT 、I(CIN,RMS) 與占空比的變化關(guān)系曲線

圖3.69所示,可知 I(CIN,RMS) / IOUT 在占空比 D = 0.5 時有最大值,也就是輸入電容均方根電流在占空比 D = 0.5 且負載電流有最大值 I(OUT,MAX) 時取得最大值,將 D =?0.5 代入公式(3.300)計算可得,該最大值為 I(CIN,RMS,MAX) = I(OUT,MAX) / 2 。

由此可見,在占空比 D = 50% 時,BUCK轉(zhuǎn)換器輸入電容上的RMS電流值竟然達到了最大負載電流的一半,BUCK轉(zhuǎn)換器工作在最大負載電流情況下,這將使得輸入電容上的功率損耗也達到最大值,對應(yīng)的溫度也會升高;

如前所述,如果溫度升高達到了10攝氏度,就會導(dǎo)致輸入電容的壽命減半,從而造成整個BUCK轉(zhuǎn)換器的壽命減半,從而造成整個產(chǎn)品的壽命減半...由此可見,普通的產(chǎn)品或硬件工程師與優(yōu)秀的產(chǎn)品或硬件工程師的差異,優(yōu)秀的產(chǎn)品需要注意到這些設(shè)計細節(jié),優(yōu)秀的硬件工程師能夠注意到這些設(shè)計細節(jié)...

03/ 小結(jié)?/

優(yōu)秀的BUCK電路設(shè)計需要注意輸入電容RMS電流值,因為電流過應(yīng)力會降低電容的可靠性;尤其是液態(tài)鋁電解電容,電流過應(yīng)力導(dǎo)致溫度更高,鋁電解液發(fā)揮更快,對應(yīng)的壽命也就更短。

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