Estoy aprendiendo sobre los convertidores de impulso en este momento y he comenzado a diseñar uno. Sin embargo, no puedo encontrar la ecuación para calcular el capacitor de entrada. Las lecturas solo mencionan que el valor aparece en la hoja de datos y para asegurarse de elegir un X5R o superior. Entonces, ¿hay alguna manera de que pueda calcular un valor específico para el capacitor de entrada o simplemente necesito estimarlo?
El objetivo del capacitor de entrada es poder proporcionar tanto ciclos de conmutación entre corriente (ya que son demasiado rápidos para que una fuente de energía típica responda también) y cualquier paso de carga (más lento, pero igual que el anterior) aplicar) que podría suceder durante la operación de estado estable.
Todas las estimaciones del capacitor de entrada comienzan con una especificación de ondulación. Cuanto más lejos esté el conmutador de su fuente de alimentación y cuanto mayor sea la inductancia entre el conmutador y su fuente de alimentación, mayor será el valor del capacitor que necesita en la entrada para manejar los pasos de carga sin violar su requisito de caída de tensión o ondulación. La simulación en programas como LTspice ayuda aquí.
Para las corrientes de conmutación ciclo por ciclo, debe especificar la ondulación de voltaje permitida y tener una estimación de la corriente de carga de entrada durante cada ciclo de conmutación. Por lo general, la corriente extraída del capacitor de entrada es menor que la corriente de conmutación en sí misma, ya que parte de ella se toma directamente de la fuente de CC. Pero una suposición del peor de los casos es imaginar que la fuente de CC se apaga al comienzo de un ciclo y analizar el conmutador funcionando durante un ciclo. Luego puede usar la ecuación del capacitor (reemplazando dt con la longitud del intervalo de conmutación) para estimar la ondulación del peor de los casos (¡esta es ignorar la resistencia en serie del capacitor!)
$$ \ Delta V = \ frac {I_ {cycle}} {f_s \ cdot C_ {in}} $$
A medida que aumenta la capacitancia, la ondulación disminuye, aumenta con una frecuencia más baja y más corriente. En esta ecuación se refleja también el factor de escala de la capacitancia con la frecuencia. ¡Los inductores y condensadores del interruptor se escalan muy bien con la frecuencia! Pero en la práctica, la corriente de rizado en el capacitor producirá un voltaje de rizado que puede ser considerable. Entonces, aunque el condensador pueda almacenar suficiente energía para cumplir con el requisito de ondulación, la resistencia en serie puede producir una tensión de ondulación lo suficientemente grande como para violarla. Para la serie de condensadores, la ondulación inducida por la resistencia simplemente calcula $$ R_ {ESR} \ cdot I_ {max} $$ Tenga en cuenta que I_ {max} es la parte superior de la rampa de corriente durante el ciclo de conmutación, que es mayor que la corriente promedio.
Proporcionaría una impedancia de límite de almacenamiento de origen basada en < 1% de la carga escalonada Z.
Este es un punto de partida y, dependiendo de la corriente de carga, elija la ESR de la tapa más grande para que sea < 2% de la carga R del paso y verifique las clasificaciones de la corriente de ondulación que se dan a menudo para las tapas electrónicas de ESR bajas.
Algunas personas renuncian a los cálculos o las pruebas con malos resultados, otras tienen "suerte" :) simplemente usando 100uF 1uF y 0.01 cerámicos.