其實提到電容選型，大家第一印象是額定電壓還有精度，很少會想到紋波電流這個參數(shù)，其實這個參數(shù)還是很重要的。你可能不熟悉紋波電流這個術(shù)語，你可以簡單的把它理解成通過電容器的電流的術(shù)語。在理想情況下，當(dāng)電容器安裝在直流電壓電源上時，根據(jù)電容隔直通交的特性，沒有電流會流向電容器。但是，如果電容兩端的實際電壓不是單純的直流電壓時，比如電壓有微小的波動，此時電容就會發(fā)生充放電，就會產(chǎn)生紋波電流。對于小功率電路，電壓變化非常小，可忽略不計，此時一般不必?fù)?dān)心這個紋波電流額定值。
然而，當(dāng)電容對于過濾來自整流器的脈動直流電壓時，此時紋波電流這個參數(shù)就至關(guān)重要。這是因為負(fù)載電流越高，紋波電流就越大。那么，我們?nèi)绾卧谶@種條件下選擇電容器呢?對于整流電路，大多數(shù)時候需要更大的電容才能獲得接近直線的電壓。因此，第一種選擇是考慮使用電解電容器，但是在某些紋波電流非常高的應(yīng)用中，電解電容將也會出現(xiàn)問題，這是因為它的紋波電流較小。在這種情況下，可以選擇薄膜電容器，這是因為薄膜電容器具有非常高的紋波電流額定值。然而，它缺點是薄膜電容器的容值較小，僅限于幾個微法拉，因此需要更多的薄膜電容器并聯(lián)。比如考慮到下面的整流器電路，一個330uF的濾波電容和一個2A的負(fù)載，交流電源是120Vrms，60Hz 。
紋波電流的計算方式如下：
紋波電流=C*dV*f
其中：
紋波電流：流向電容器的實際紋波電流
C：電路中的電容
dV：這是輸入電壓從零到峰值的變化
f：輸入交流電壓的頻率
電感大小對紋波電流的影響
電感大小對紋波電流的影響主要體現(xiàn)在兩個方面。
首先，當(dāng)交流側(cè)電感較大時，它會減小電路中的紋波電流，從而提高電路的穩(wěn)壓性能。這是因為電感的主要作用是阻止電流的變化，當(dāng)電感值增大時，它對電流變化的阻礙作用增強，從而減小了紋波電流。
然而，電感值的增大也會帶來一些負(fù)面影響。首先，較大的電感會導(dǎo)致電路中的損耗增大，從而降低電路的整體效率。其次，大電感通常意味著更大的物理尺寸和更高的成本，這可能會限制電感在某些應(yīng)用場景中的使用。
另一方面，電感與電容的匹配問題也影響電路性能。如果電感與電容之間的匹配不恰當(dāng)，可能會導(dǎo)致整個電路的阻抗變得非常小，從而使電路中的紋波電壓和紋波電流增大。因此，在進(jìn)行電路設(shè)計時，需要綜合考慮電感大小、電容大小以及它們之間的匹配關(guān)系，以優(yōu)化電路性能。
怎么減小電感電流紋波
要減小電感電流紋波，可以采取以下幾種方法：
增大電感和輸出電容器的濾波：根據(jù)開關(guān)電源方式，電感的電流變動幅度和電感值成反比，輸出電容值和紋波成反比。因此，增大電感值和輸出電容值可以有效地減小紋波。同時，為了彌補鋁電解電容器的不足，可以在其旁邊并聯(lián)連接陶瓷電容器。
二級濾波：使用LC濾波器對噪紋波進(jìn)行抑制，選擇合適的電感電容構(gòu)成濾波電路，能夠有效地減小紋波。
LED驅(qū)動電源輸出后接LDO濾波：這是減少紋波和噪聲最有效的辦法，輸出電壓恒定，不需要改變原有的反饋系統(tǒng)，但成本較高，功耗也較高。
使用升壓電感：升壓電感能夠抵消電路中的噪聲，將其貼近負(fù)載電路中使用，可有效減小紋波電流的幅值。
優(yōu)化反饋環(huán)路設(shè)計：增加前饋電容，使得電源芯片快速響應(yīng)后級負(fù)載的變化，減小紋波。同時，選擇帶有COT控制模式的芯片也能提高動態(tài)響應(yīng)，進(jìn)一步減小紋波。
減小電感電流紋波的方法有多種，可以根據(jù)具體情況選擇合適的方法進(jìn)行優(yōu)化。
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