理论教育 电容器纹波电压和电流分析

电容器纹波电压和电流分析

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:图2-48 直流电压和纹波电压示意图由于这是交流成分,所以它会通过电容器,并在电容器上发生耗散,如果电流的纹波成分超过了电容器的最大容许纹波电流,会导致电容器损坏。电容器发热是由ESR造成的,因为纹波电流流过电容器时引起了ESR发热,这样就会引起电容器发热,从而影响了电容器的使用寿命。

电容器纹波电压和电流分析

电容器纹波电压(Ripple Voltage)和纹波电流(Ripple Current)又称为涟波电流和涟波电压,还有称为叠加交流电压和叠加交流电流。

1.定义

纹波电压或纹波电流是指电流中的高次谐波成分,它们是交流成分,会带来电流或电压幅值的大小变化,即在电容器上的电压表现为脉动或纹波电压的波动。换句话讲,理想的直流电压应该是电压大小恒定不变的(一条直线),而纹波电压则是水平线上的波峰和波谷,如图2-48所示。

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图2-48 直流电压和纹波电压示意图

由于这是交流成分,所以它会通过电容器,并在电容器上发生耗散,如果电流的纹波成分超过了电容器的最大容许纹波电流,会导致电容器损坏。

2.额定纹波电流

额定纹波电流IRAC又称为最大允许纹波电流。

最大允许纹波电流定义是这样:在最高工作温度条件下电容器最大所能承受的交流纹波电流有效值,并且指定的纹波电流为标准频率(一般为100~120Hz)的正弦波。(www.daowen.com)

一般情况下,纹波电流与频率成正比,因此高频时纹波电流比较高,低频时纹波电流比较低。在音响电路中的使用的电容器,需要更加关心低频段的纹波电流,因为低音是音响设备表现最为薄弱的环节,可恰恰又是音响表现的关键频段。

电容器最大允许纹波电流受环境温度、电容器表面温度(及散热面积)、损耗角度(或等效串联电阻(ESR))以及交流频率参数的限制。其中,温度是电解电容器件寿命的决定性因素,因此由纹波电流产生的热损耗将成为电容器寿命的一个关键参考因数。

3.纹波电压

当纹波电压增大时,纹波电流也会随之增大。纹波电压与纹波电流、ESR有关,它们之间的关系可以用下列公式表示:

Urms=IrmsR

式中,Urms为纹波电压;Irms为纹波电流;R为电容器ESR。

电容器发热是由ESR造成的,因为纹波电流流过电容器时引起了ESR发热,这样就会引起电容器发热,从而影响了电容器的使用寿命。

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