請關(guān)注輸入電容的RMS電流參數(shù)

01、簡介

BUCK電路設(shè)計中常被忽略的一種電流應(yīng)力就是，輸入電容的RMS電流值；如果不能正確理解并設(shè)計它，那么較大的電流應(yīng)力會使得電容過熱而過早失效，原因是“ 阿倫尼烏斯方程 K=Ae(-Ea/RT) ”或者對應(yīng)的經(jīng)驗法則“溫度每升高10攝氏度，化學(xué)反應(yīng)速率增加約2倍，元件壽命將減半”，反過來表述是“溫度每降低10攝氏度，化學(xué)反應(yīng)速率降低約2倍，元件壽命將翻倍”。

BUCK轉(zhuǎn)換器中，可以根據(jù)負載電流 IOUT 和占空比 D?由公式(3.300)計算得到輸入電容RMS電流工程計算值：
上述公式(3.300)的具體推導(dǎo)過程，參考文章[輸入電容的有效電流/RMS電流]...

02、輸入電容RMS電流的最大值?

參考文章[輸入電容RMS電流與占空比的關(guān)系？其最大值是多少？指導(dǎo)意義是什么？]，由“輸入電容有效電流的工程值”公式(3.300)可知，在負載電流 IOUT 不變的情況下，該公式中的 D×(1-D) 是占空比的一元二次方程，且該方程曲線的開口向下，有最大值。令該方程的微分等于零，有 1-2×D=0 ，解得 D = 0.5 。

圖 3.69 I(CIN,RMS)/IOUT 、I(CIN,RMS) 與占空比的變化關(guān)系曲線

圖3.69所示，可知 I(CIN,RMS) / IOUT 在占空比 D = 0.5 時有最大值，也就是輸入電容均方根電流在占空比 D = 0.5 且負載電流有最大值 I(OUT,MAX) 時取得最大值，將 D =?0.5 代入公式(3.300)計算可得，該最大值為 I(CIN,RMS,MAX) = I(OUT,MAX) / 2 。

由此可見，在占空比 D = 50% 時，BUCK轉(zhuǎn)換器輸入電容上的RMS電流值竟然達到了最大負載電流的一半，BUCK轉(zhuǎn)換器工作在最大負載電流情況下，這將使得輸入電容上的功率損耗也達到最大值，對應(yīng)的溫度也會升高；

如前所述，如果溫度升高達到了10攝氏度，就會導(dǎo)致輸入電容的壽命減半，從而造成整個BUCK轉(zhuǎn)換器的壽命減半，從而造成整個產(chǎn)品的壽命減半...由此可見，普通的產(chǎn)品或硬件工程師與優(yōu)秀的產(chǎn)品或硬件工程師的差異，優(yōu)秀的產(chǎn)品需要注意到這些設(shè)計細節(jié)，優(yōu)秀的硬件工程師能夠注意到這些設(shè)計細節(jié)...

03/ 小結(jié)?/

優(yōu)秀的BUCK電路設(shè)計需要注意輸入電容RMS電流值，因為電流過應(yīng)力會降低電容的可靠性；尤其是液態(tài)鋁電解電容，電流過應(yīng)力導(dǎo)致溫度更高，鋁電解液發(fā)揮更快，對應(yīng)的壽命也就更短。