comparación de densidad de energía entre inductores y capacitores

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La siguiente figura es sobre la comparación de densidad de energía entre inductores y capacitores. Esta tesis concluye que los condensadores poseen una mayor densidad de energía que los inductores, como se ve en la figura.

Fuente: Análisis de los convertidores de potencia de los condensadores de carga suave de mayo, Ryan.

Me gustaría saber cómo obtener los datos como se muestra en la figura. Por ejemplo, diga para un milímetro cúbico qué fórmula, qué valor de L, C, corriente, voltaje utiliza para obtener esos datos?

    
pregunta anhnha

1 respuesta

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Cada inductor tiene una corriente nominal, cada capacitor tiene una tensión nominal. Y, por supuesto, su inductancia nominal o capacitancia. Y vienen en un paquete definido donde puedes calcular el volumen.

Sin embargo, con los condensadores hay que tener cuidado. Los condensadores de cerámica con algunos dieléctricos cambiarán su capacitancia nominal según el voltaje que cargan, por lo que no es tan simple.

A modo de ejemplo, echemos un vistazo a este inductor :

  • 10 µH
  • 5 A
  • 6.65 x 6.45 x 5.8 mm³ = 248.8 mm³

Desatención de la resistencia del inductor:

energía almacenada: \ $ E_ {ind} = \ frac {1} {2} LI ^ 2 = \ frac {1} {2} 10 ~ \ text {µH} (5 ~ \ text {A}) ^ 2 = 0.125 ~ \ text {mJ} \ $

Densidad de energía: \ $ 0.125 ~ \ text {mJ} / 248.8 ~ \ text {mm} ^ 3 = 0.5 ~~ \ text {µJ} / ~ \ text {mm} ^ 3 \ $

Y para un condensador, tomemos uno de esta serie :

  • 47 µF
  • 25 V
  • 5.8 x 5.2 x 5.2 mm³ = 156.8 mm³

Nuevamente descuidando los parásitos:

Energía almacenada: \ $ E_ {cap} = \ frac {1} {2} CU ^ 2 = \ frac {1} {2} 47 ~ \ text {µF} (25 ~ \ text {V}) ^ 2 = 14.7 ~ \ text {mJ} \ $

Densidad de energía: \ $ 14.7 ~ \ text {mJ} / 156.8 ~ \ text {mm} ^ 3 = 93.8 ~~ \ text {µJ} / ~ \ text {mm} ^ 3 \ $

Entonces, para estos dos los números del estudio parecen mantenerse. Olvidé la pérdida de parásitos, también puedes modelarlos y obtener números más pequeños.

    
respondido por el Arsenal

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