1、第一级滤波电容器的选择
对于输出电流5A对应的峰值电流为20A、有效值电流为14.14A,其中大部分流入滤波电容器。按最高温度的纹波电流2倍选用电容器,滤波电容器的纹波电流之和至少要7A。
25V/1000μF低ESR铝电解电容器的额定纹波电流约为1A,需要7只并联。如果非要5只并联甚至4只并联,也是可以运行的,但是不具有长期可靠性。
25℃温度下,25V/1000μF低ESR铝电解电容器的ESR约为0.09Ω。7只并联对应的ESR为129mΩ、5只并联为180mΩ、4只并联为225mΩ。由电流变化在ESR上产生的峰值电压分别为2.59V、3.60V、4.50V。除此之外,滤波电容器的ESL还会在整流二极管开通时由于电流的跃变而产生感生电势,这个感生电势同样会加到滤波电容器上,因此,滤波电容器上的峰值电压将不只是上述的2.59V、3.60V、4.50V。其电压波形如图所示。
图 第一级滤波电容器的电压波形
很显然,2.59V、3.60V、4.50V是不能满足设计要求的,需要在第一级滤波电容器后面加上一级LC低通滤波器。
2、第二极LC低通滤波器的设计与参数选择
第二级需要考虑的是如何将不能满足要求纹波电压经过LC滤波使其满足要求。通常滤波电感可以选择30~100μH,输出滤波电容器不仅要考虑输出纹波电压是否可以满足要求,还要考虑抑制负载电流的变化,在这里可以选择330~1000μF/25V。