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鋁電解電容器電容量的選擇

2018年11月22日

鋁電解電容器電容量的選擇可以按一般電子線路、一般整流濾波電路、高紋波電流等方面考慮。

1.一般電子線路

對于一般電子線路,旁路與退耦電容器的電容量選擇,應該是在工作的最低頻率時旁路電容器的容抗應遠低于與其并聯電路的阻抗。

2.一般工頻整流濾波電路

在一般工頻整流濾波電路中,主要考慮整流濾波后的紋波電壓,一般要求獲得1V的紋波電壓峰峰值,可按每安[培]需要6000μF的電容量選擇,這一點在5V輸出的低壓整流濾波電路中尤為重要,不僅可以保證整流濾波輸出的品質,更主要的是可以降低整流輸入電壓,提高整個電源的效率。

對于一般低壓(12~25V)整流濾波輸出,建議選擇每安[培]3300~6800μF。這樣可以獲得1~2V峰峰值的紋波電壓,在穩壓電路上僅增加0.5~1V的附加電壓。按穩壓電路的電源電壓抑制比為60dB,將在輸出端產生約1mV的紋波電壓。鋁電解電容器的額定紋波電流肯定可以滿足要求;如果按每安培470~1000μF選用,則將產生3~7V峰峰的紋波電壓,在穩壓電路上需要增加1.5~3.75V的附加電壓,將在輸出端產生越2~4mV的紋波電壓。考慮到整流電路每輸出1A電流,濾波電容器就要流過2~3A的紋波電流,在這種情況下鋁電解電容器的額定紋波電流可能不能滿足要求。

對于交流220V直接整流,按紋波電壓要求,可以選擇1μF/W,但是在考慮到濾波電容器在保證壽命的前提下是否能承受這樣的紋波電流時,則需要選擇3μF/W。

3.高紋波電流

高紋波電流應用主要指變頻器的整流濾波、直流支撐等。在這類應用中,由于紋波電流太大,已成為主要矛盾,鋁電解電容器電容量的選擇主要是根據紋波電流,而不再是紋波電壓。

例如,三相380V輸入,濾波電容器需要吸收3.5A/kW來自工頻整流的紋波電流,與此同時,還要吸收來自于逆變器的開關紋波電流。結果是使流過濾波電容器的紋波電流達到4~5A/kW。這是單只鋁電解電容器不能承受的,需要多只并聯解決。

考慮到鋁電解電容器的體積與成本,在選擇鋁電解電容器的電容量時,紋波電流可以按25℃或40℃時紋波電流的2倍選定需要多少只鋁電解電容器才能夠用。也就是按2~2.5A/kW,這個數值再與千瓦數相乘就是鋁電解電容器總紋波電流,再除以單體鋁電解電容器的紋波電流值,就是鋁電解電容器的并聯數。

例如,一個10kW的變頻器,由三相380V供電,“濾波電容器”需要40~50A的紋波電流,一般的400V或450V/3300μF的鋁電解電容器的常溫紋波電流約為22~25A,乘以2得44~50A,此時可以用單只400V/3300μF的鋁電解電容器并聯。為了降低成本,也可以選用400V/2200μF規格的鋁電解電容器,其額定紋波電流為20A,如果按2.5倍的電流倍率,也可以滿足要求。

如果鋁電解電容器的工作紋波電流選得太大,將可能使鋁電解電容器的壽命明顯的縮短。如果變頻器的工作狀態不是連續滿負荷工作,而是大多數情況下處于輕載或空載,則流過鋁電解電容器的“平均”紋波電流將大大減小,鋁電解電容會有一個比較長的壽命。

來源:南通華裕電子有限公司

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