[分享] 【电源小知识】被问了N遍才说的测量方法!

木犯001号   2024-4-30 13:43 楼主

 

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我们来看一下这个 LED 驱动,LED 驱动是比较现实的一个产品。比如说这个灯基本上都是 LED的,它是一个24小时,或者说至少每天连续工作几个小时。不像手机快充可能充个五分钟,充个十来分钟就停止工作了。所以 LED 驱动对电解电容的要求,相对来说比充电器快充要有更多、更高的要求。

 

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我们直接看怎么做的。在整个的环境温度90度,要求得出来的寿命是5万小时。这个环境温度90度什么概念?比如在灯泡里面,基本上外壳都有60度以上。差一点的话到70度。所以折算到灯泡腔体内的温度,基本上90度的温度很常见,是合理的。我们这个产品的规格是400V 10UF,纹波电流RMS值是在350mA,然后对应的频率是100K。所以我们可以知道,在低频下它的系数,我们测出来就做高低频分解,

 

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左边这是低频,右边这是高频。

 

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低频下还容易算,通过示波器本身的运算,可以得到一个比较友好的值。然后这里的低频和高频分解,它实际上是利用类似于三角函数的关系,然后去计算。

 

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能满足5万小时的要求,它对应的这个系数。

 

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你看我们120Hz下,它就变成0.4了。所以低频的时候对整个的电解电容的纹波影响很大。

 

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我们再来看看输出电容的滤波是怎么算。这其实对我们所有的 buck 也好, fly-back 也好,它的输出电容都是一样的算法。

 

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我们仍旧是这样算,仍旧是90度,它还放在输出端。尺寸是这样子,电容值是这样子,整个纹波的有效值是这样,在100KHz的这情况下。

 

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然后算了半天,推算其寿命只有2.8万小时,不能满足要求,那怎么办?那只能换电容,比如说换成130度的电容,或者说再并一下。当然其实体积有限的情况下,我们基本上都是直接选130度电容。

总结:

1.【用于计算电容器发热】DC/DC电源也会有多个开关频率成分以及伴有高次谐波复杂频率成分的纹波电流发生叠加。

2.此类情况下,实际上很难根据波形计算纹波电流有效值,并求出电容器的自身发热值。利用频率校正系数,将FFT解析中所测量到的各频率的纹波电流有效值换算成电容器的纹波电流规定频率(根据产品系列换算为120Hz或100kHz等)。

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3.合成频率校正后的纹波电流有效值。利用额定纹波电流以及频率校正后的纹波电流测量值来计算发热值。

 

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4.一般情况下,常理之中,电解电容决定了整体电源的寿命,其上流过的电流波形需要我们关注,并以此来计算其寿命,可以看到,由于所选择拓扑的原因,输出电解上的电流波形是高频和低频的混合波。实际计算电解寿命,一般会进行分解,而且不同的厂家对电解的寿命计算公式略有不同,这主要是考虑到不同厂家的电解液配方,工艺,设计能力等不同。

 

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回复评论 (1)

谢谢楼主分享,讲的很详细呀~

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点赞  2024-4-30 17:52
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