【FOLLON富隆】浅谈滤波应用的电容容量的计算方法

日期:2024-03-06 | 人气:896

当电机驱动器设计为使用AC交流电供电时,所设计的电路需先对AC电源整流、再滤波,从而产生直流电源,供电机驱动电路使用。

电路中滤波电容的选型需要考虑几个方面:电容耐压、工作温度、容量等。

输入滤波电容容量的选择和驱动器的驱动电压、最大功率有直接关系,需要作一些计算得到,如果此电容容量过少,驱动器表现为驱动力不足;而容量过大,则增加制造成本。

工程应用中,有这样的一个经验法则:滤波电容容量数值等于驱动功率数值。但需要注意,这只是针对单相220V交流电全波整流的驱动应用,不能断章取义

下面通过简单的计算推导,介绍容量计算的过程,只作为参考,

首先,从电容、电阻的RC时间常数τ说起:

微信图片_20240306112111.png

τ越大,则R两端的电压越平稳,对于脉动电源,则其纹波电压越少。在工程上,当RC时间常数满足以下条件时,可以满足纹波要求:

微信图片_20240306112131.png

T为脉动电源的周期,对于50Hz市电经全波整流后的周期T为:10mS。

故由上两式可以得;

微信图片_20240306112147.png

R为等效负载电阻;

C为滤波电容容量。

下图为电路示意图:

135735338.jpg

所以,只要得到电机驱动器的等效负载电阻,即可算出滤波电容所需的容量大小 微信图片_20240306112820.png

微信图片_20240306115421.png


U为电机驱动器输入电压,单位为(V);    

P为电机驱动器功率,单位为(W);

RL为电机驱动器等效负载电阻,单位为Ω。

结合以上各式:

微信图片_20240306115437.png


用频率f替代周期T,可得到滤波电容容量的计算公式如下:

微信图片_20240306115451.png

P为电机驱动器额定输出功率,单位为(W),如P=750W;

U为电机驱动器额定输入交流电压有效值,单位为(V),如国内市电U=220V(AC);

f为经过整流后脉动电源的频率,单位为(Hz),如单相电经全波整流后,f=100Hz;

C为驱动器输入滤波电容容量,单位为(F)。

举例

假设我们设计的驱动器使用市电单相电供电,且电路设计为全波整流,可得:

U=220V;    

f=100Hz

代入计算公式:得

微信图片_20240306115606_副本.png

故输入滤波电容容量数值大小(单位uF)约等于驱动器的额定功率数值大小(单位W)。

即如果驱动器要求的功率为2.2KW,则滤波电容容量取值为2200uF。

同样地,如果驱动器输入电压为110VAC,则滤波电容容量C应为:

微信图片_20240306115735.png

即如果你的驱动器要求的功率为300W,则滤波电容容量取值为1200uF。

三相电

因为单相电经全波整流后的电源脉动频率为100Hz;而三相电经全波整流后,其脉动频率为300Hz。所以,使用三相电源供电时,驱动器的输入滤波电容容量可以比单相电时减少三倍,故中、大功率电机驱动器使用三相电供电,可以减少输入滤波电容的容量,从而可以减小电容的体积,节约空间。    

电网波动

通常地,设计希望电机驱动器可以在电网电压的一定波动范围内(如±15%)正常工作,且能全功率输出。这时计算滤波电容容量时,电压则不是额定电压,而是驱动器工作的最低电压。

如(220V±15%)的驱动器,计算时用220V,而是(1+15%)*220V,为187V。

另外,为了使你设计的驱动器能够在电网电压波动内可靠工作,除了计算容量,还要考虑电容的耐压值。

1709697501368868.jpg

广东富隆电子科技有限公司是一家通过ISO9001 ISO14001 ISO45001认证,专业从事铝电解电容研发、制造、销售于一体的民营高新技术企业。 公司建筑面积17000平方米,拥有自动化生产线50余条;总投资5000万元 (RMB),员工100余人,其中工程技术、质量管理、生产管理人员20余人,年产电容器(4*5.4~16*21.5)约4亿只;产品主要销往国内、外市场,力将公司产品推广至全球。

江西富隆电子科技有限公司系广东富隆电子科技有限公司在江西湖口县开设总投资额五亿元人民币的全资子公司,拥有全自动化生产线50条,年产电容器(4*5.4~16*21.5)约12亿只。

富隆集团具有国际专业的铝电解电容核心技术研发团队和拥有遍及全球的销售网络。丰富的铝电解电容设计研发、生产管理经验,研发团队依据铝电解电容的技术设计理论,遵循国际国内法律法规要求(RoHs)及更遵循国际品质最高规范.

富隆集团拥有优质稳定的原材料供应合作伙伴,关键原料(如铝箔、电解纸等)均选用日本、韩国著名公司(KJCC KDKNKK等),保证了产品在质量、环保、安全、节能方面可靠和稳定优势。

富隆集团拥有一批高素质的专业技术和管理人员,可根据客户的要求生产片式铝电解各系列产品,产品包括高频低阻抗、低漏电、宽温度、极低阻抗、无极性、超长寿命、中高压长寿命、高可靠性等新型贴片特殊要求的产品;同时,公司的产品可以承受260℃的焊接温度,满足整机厂SMT所需的无铅回流焊接技术,产品各项技术指标均达到或超过国际同类产品水平。

富隆集团在强化管理、扩大运营规模的同时,还致力于提高企业竞争力和顾客满意度,持续稳定地增长提高顾客及社会的信赖度,不断满足对市场需求的同时,进一步优化环保管理和扩大社会贡献,与电子产业共同发展。

广东富隆电子科技有限公司

Guangdong Follon Electronic Technology Co., Ltd.

江西富隆电子科技有限公司

Jiangxi Follon Electronic Technology Co., Ltd.

地址:江西省九江市湖口县海山科技园南区3号楼

www.follon.com

高品质贴片电解电容专业制造商