整流器输入电容的计算

对整流器输入电容的大小考虑通常都很模糊，因此通常做法是选取大尺寸的电容器。如果纹波电压足够低，那么一切都好(见图a)。但如果纹波电压比较高，就需要增大输入电容器的尺寸。有的人试图计算出纹波百分数，但我认为这种方法没多大用处，因为设计工程师通常倾向于使波形可视化，就像用示波器看到的一样，即上限电压为最小电容电压的锯齿波。


图1 整流器电流波形图

当我还在上学时，我得到一个简单的计算输入电容大小的关系式，该关系式在我的职业生涯中使用过无数次，现在我写出来与大家共享。

C=(0.7×I)/(ΔE×f) （1）

其中，C等于以法拉为单位的电容值，I等于以安培为单位的负载电流，ΔE等于峰-峰纹波电压，f等于纹波频率(一般全波为120Hz，半波为60Hz），0.7为整流器电流占空因数的补偿系数，这里假设占空因数为0.3(见图b)。

这个等式是从下面几个基本关系式得来的：

Q=CV(电荷=电容×电压）
I=Q/A (电压=电荷/时间）
f=1/V (频率=1/周期）

假设在每个周期中，电容提供70%的负载电流，而整流器提供30%的负载电流。将某一典型案例的数据：I = 1A、ΔE=1V、f=120Hz代入等式
(1)，即可计算出电容值C=5833uF。