探討輸出電壓保持時間與電容容量的關係

2021-01-10 電子發燒友
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探討輸出電壓保持時間與電容容量的關係

胡薇 發表於 2018-08-01 09:19:01

輸出電壓保持時間是指當電源迴路的輸入部被停止供電後,輸出電壓的保持時間。微處理器或RAM等的Backup電路也是電壓保持電路。

依據電壓保持時間來選用諸如大容量的電容或鋰電池。至於電容，其容量與電壓保持時間有很大的關係。此次介紹輸出電壓保持時間與電容容量的關係。

原理

若要保持輸出電壓，輸出電容就須蓄能。然而當有負載連接輸出時，輸出電容儲存的能量總會以負載電流的形式被釋放。這個放電特性是由C x R 的時間常數決定的,電壓保持時間也同樣受此影響。在升壓電路中，當輸出時間短且不考慮輸出電壓下降的情況時，可以用增大輸出電容的容量這種簡單的方法解決。為了避免出現輸出電壓降低的情況，可加大輸入電容的容量。

如果當外部的電源供電停止時，輸入電容可給相鄰的元器件供電，使可以正常工作，電路輸出電壓也不會下降。

電容單位時間內的蓄電量，可由下式表示。

公式表明，儲能主要依存於電容的外加電壓和電容的容量值.

計算示例

VIN=5.0V, VOUT=3.3V,IOUT=0.15A,η=0.8

Output Voltage holding time (t):0.07s

首先,求出輸出功率(WOUT).

WOUT=VOUT×IOUT=3.3×0.15=0.495[W]

其次,為了保持0.495W的輸出功率，可求出相應的輸入功率。

WOUT = 0.495 [W].

WIN=WOUT÷η=0.495÷0.8=0.61875≒0.62[W]

通過下式求出能夠滿足輸入功率要求的輸入電容的容值。

將「VIN =5.0〔V〕，WIN =0.62〔W〕，t=0.07s」代入上式。

因此，當CIN = 30 [mF]或更高時，在外部電源供電停止後，輸出電壓可保持0.07秒以上。

電路圖

* 變換率是指定額負載時的效率，用百分比表示。

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