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电源输入电路中,如何计算和选择其中的电阻和电容?

时间:2022-02-17来源:标为电子

开关电源,又称交换式电源、开关变换器,是一种高频化电能转换装置,是电源供应器的一种。社会的进步离不开社会各界的努力,而各种电子产品的升级离不开设计师的努力。实际上,许多人不了解电子产品的组成,例如开关电源供应。开关电源的输入电路是开关电源的重要电路组件,如何计算和选择其中的电阻和电容?以下将分享相关内容。大多数高质量的开关电源电容器和电阻器都非常匹配和适用。


耐放电性


放电电阻R1的选择原则是:电阻越小越好,从而为X电容器的容量选择留出足够的空间。 R1的选择还应考虑耐压(通常选择金属氧化物膜电阻器,电压降低0.75)和功耗(降低额定功率的0.6)。假设所选电阻器的额定功率为PR,输入电压的最大有效值为vinmax,则:R1》(vinmax)2 /(0.6×PR)


(1)例如,PR = 2W,vinmax = 300V,则R1> 75K,R1 = 100k。 R1的另一个限制是瞬时功耗不能超过额定功率的四倍。 R1的最大瞬时功耗与电涌或雷击通过保护电路后的剩余电压有关。当剩余电压为1200V时,R1还应满足以下要求:R1》 12002 /(4×Pr)


(2)将Pr = 2W代入上式,得出R1> 180K。因此,R1 = 100k不满足该条件。因此,取R1 = 200K是合理的。这里应该注意:考虑到放电电阻R1的瞬时功耗,R1的位置也很重要。将R1放在前面显然是不合适的,但是最好将它放在中间或后面。


如果要进一步减小R1,可以使用两个或多个并联电阻,具体情况可以根据具体情况确定。当一个50A电池的两个电阻并联时,放电电阻为R1 = 100k。


X、Y电容


1. X电容


(1)X电容器的选择


X电容器的选择受放电时间的限制。根据安全法规的要求,从输入电压放电到安全电压峰值42.4v的时间小于1s,可以根据以下经验公式估算:CX是所有x个电容器的总和。 Cx《 1 /(2.2×R1)


(2)将R1 = 100k代入上式,得到:Cx


(3)x型电容器的频率特性(低ESR和ESL)


对于相同材料的电容器,容量越小,频率特性越好。电容器的典型频率特性是:随着频率的增加,总等效电容电抗减小,但是当频率增加到一定值时,电容电抗开始增大。如果将此频率定义为电容电抗的转折频率,则电容越小,转折频率越高。因此,为了获得相同的电容,可以并联连接多个小容量电容器,这可以改善电容器的高频特性。


(4)X电容器的耐电压要求


X电容器的选择还应考虑耐电压(根据额定电压的0.6降额):由于X电容器靠近电源线的输入端,因此它必须能够承受瞬时高压(最高1200V) )。


总之,可以为电路中的每个x电容器选择2.2uf电容器。其额定电压为275VAC,瞬时耐压为1500vac / 1s,2500vac / 0.1s。


2、Y电容


(1)Y电容的选择


Y电容器容量的选择受泄漏电流的限制。根据安全规定,在额定输入电压下,相线或中性线对地的泄漏电流不得超过3.5ma。假设相线或中性线对地的电容为cy,则:220×2πfo×cy


(2):fo = 50Hz为工频。代入上述公式,我们得到CY =(cy1 + Cy3)=(Cy2 + CY4)


(3)有关Y电容器的频率特性要求,请参阅X电容器的选择。


选择X和Y电容器时,通过并联连接获得相对较小的电容非常重要,这将大大改善电容器的高频特性。电容器频率特性的另一个重要特征是:当频率低于转向频率时,电容电抗与频率之间的关系为:ZC = 1 /(2aFC),即单个电容器的容量越大,电容越小。电抗但是,当频率超过不同电容器的旋转频率时,总电容电抗会随着频率的增加而趋于相同。换句话说,对于UHF(频率大于50MHz),不同容量的电容器(对于单片机)具有相同的效果,例如0.1uF等于0.001uF。


总之,电路中的y电容器可以并联使用两个4700pf或三个3300pf电容器。额定电压275VAC,瞬时耐压2500vac / 1s,5000Vac / 0.1s。