反激系列-详细到每个容阻的原理之输入大电解选取满足寿命和谷底深度（2）

整流桥是什么？为什么要4个？一个行不行

是一种用于将交流电转换成直流电的电路。它通常由四个二极管构成的桥形网络，可以使电流在正半周和负半周方向上都流向负载。
**一个二极管能不能整流?可以，**但是负半周期一个二极管截止，没办法提供能量，如果你的带载功率很小，使用一个二极管确实可以到成本的极致化。
整流桥又叫全波整流。整流桥是由四个二极管组成的桥式网络，可以将输入的全波交流信号转换成直流信号。而单管整流只能实现半波整流，输出的信号存在负半周的“断崖”使用整流桥进行整流后，由于正半周和负半周都被整流，所以输出电压与输入电压的变化幅度较小。而单管整流在电源电压变化时，输出电压的波动范围较大。

整流后的大电解有什么作用？

目的：滤波，将馒头波转为平滑的直流电。
反激在本质上是一个DCDC电路。我们所需要的是将整流后直流电转为输出的低压直流电。
如上图所示，整流后的电压是是一个正玄波，在一定的时刻电压是0V，对于一个电路来说，我没有了输入，自然也没有输出。
我们知道电容电压不能突变，或者说输入的能量被储存在电容里面，可以暂时维持一段时间使得母线电压少量掉落，直到下一个周期过来给电容重新充电。
也是因为输入电容，反激电路本质是DCDC电路，输入越稳定，输入自然也越稳定。**容量是不是越大越好呢？从稳定角度来说是的，**但是考虑其他因素就不是了，比如开机的浪涌电流，容值越大，浪涌电流越大，浪涌电流会对前级器件产生冲击，比如保险丝，比如整流桥。接入瞬间的由于电解电容的电压是0V，相当于短路，会有一个大电流涌入电解，容值越大，充电需要的时间越长，对前级的器件规格要求就更高。

整点活？电解电容规格书解释。

**电压：**正常工作的情况下最大值不能大于电容电压。比如反激中全压段100~240考虑10%的偏差，最高输入电压264V，整流后电压2641.414=373V，使用一颗400V耐压的电容就可以满足373/400=93%降额。需要更大的降额需要使用更大电压的电容。
**Surge电压：**浪涌电压，非正常工作条件下不能超过这个电压，并考虑降额。比如有个不懂事的孩子按家里的插排开关，一秒钟按了50下，输入电压有共模电感的差模成分存在，相对于一个BOOST升压电路，出现高压理论2641.414的电压，但是这个电压是瞬间的，那不超过Surge电压即可。
**如果超过Surge电压怎么办？**这个电压是供应商提供的规格值，超过了出现问题，供应商不负责，但是没超过出现了问题，供应商负责。如果真的超过了，内部漏电流增加，电容发热，膨胀，如果电压持续增加，直到电解爆裂。经验上400V电解一般开阀电压在520V以上。在450V左右会出现膨胀，但是不开阀。
损耗正切角
是指电容单位电压下所消耗的有功功率与电容单元中储存的无功能量之比的正切值。损耗正切角是衡量电容损耗和功率因数的一个参数，通常也被称为失真因素。损耗正切角较小，说明电容的损耗比较小，效率比较高，在高频电路中效果比较好。而损耗正切角较大，则说明电容损耗比较大，效率比较低，在高精度、高稳定性等应用中会受到影响。
纹波电流
对于输入电流，在输入电压大于电解电压时，整流桥才会导通，这时候才会有电流流过。
对于输出电流，反激是一个高频的开关，每一个开通都需要从电解抽走电流。频率大概是30K-200K。
具体计算在结尾。
对于高频和低频，对于温度的高低，容量的高低都需要乘以规格书中的系数。
比如下图的两个规格书中的截图，一个反激的输入电容120uf，工频100hz，工作时温度60度。
规格纹波电流1000ma，实际可以使用在1000mA温度系数1.9频率容量系数1=1900mA

ESR串联内阻，这个不是故意加进去的，而是工艺上必然存在的内阻，需要注意，ESR在不同 的使用条件下是不一样的，比如温度。
这个是造成纹波电压过大的一个因素，除了理论上容量大小导致的电压跌落，还有一些高频的毛刺存在就是因为ESR，在大电流流过的时候会在ESR上存在压降，这个频率一般是跟随反激的开关频率。ESL就不得不提了，寄生电阻存在，寄生电感自然也存在，一个激励电压过来，ESL和本身的电容就会谐振，然后在ESR存在衰减。反激每个开关都存在一个激励，导致不断谐振，产生高频的毛刺干扰。一般都在1M以上。
**工作温度：**并不是可以在这个环境温度下工作，而是在最大的工作温度下可以满足规格中的寿命要求。最低的工作温度下可以保持电容的基本性能。
**寿命：**根据使用环境估算寿命：电解电容的使用寿命与环境温度、电压和工作条件等因素密切相关，其中温度是影响电容寿命最重要的因素之一。电容元件的使用温度越低，寿命就会越长，反之亦然。根据电容元件的规格书或手册中提供的寿命数据和工作条件，结合实际使用环境和负载特性等因素，可以通过计算估算电容元件的寿命。

如何满足寿命要求

****1、不同的电解电容的供应商存在差异，需要找到对应的规格书进行寿命的计算。
****2、温度是影响寿命的主要因素，可以通过降低壳内温度和周围器件的合理布局到达电容温升的控制。
温度是影响电解电容寿命的主要因素，原因如下：

温度对电解液的影响：电解容量使用的电解液是一个电解质溶液，由电介质和电解质组成。在高温下，电解质会分解并且导致电容损坏。

温度对电容器内部结构的影响：作为电容器的重要部分，电解液和极板之间通过纸质和涂覆层（聚乙烯）物理隔离。随着温度的升高，这两种材料的强度和阻抗都会变化，这二者都会对电容器的性能造成损害。

电解液和极板的腐蚀问题：极板是由铝或铝的合金制成的，而铝极板的极性反应性比较强，其在高温环境下对电解液的腐蚀也会加剧。

由此可见，温度对电解电容的影响很大，一定程度上和温度的变化存在正相关关系，温度过高容易导致电容器寿命缩短。
**3、**部分的寿命公式会吧电容电压引入，如果对在寿命临界的状态下，长寿命的电容价格比高电压的价格差距较大，尝试更换高电压规格的电容也是一种解决方案。
主要原因有一下两点：
电介质厚度较大： 在高电压条件下，电解电容器的电介质厚度更大，能够更好地隔离两极板之间的电场，从而减少电极之间的电弧放电。因此，在合适的工作电压范围内，高电压的电解电容寿命更长。

减少泄漏电流： 高电压条件下，电容器极板的间隙较大，电介质中的离子也会增多，从而形成了较强的电场力。这也会导致电容器的泄漏电流减少，从而延长电容器的使用寿命。

如何选取合理容量满足谷底深度要求。

原因:相同规格容量越大，越贵，极致成本下需要考虑容量。
整流是馒头波，由于存在输入电解电容，会滤为平滑的波形，但是在输入电压低于电解电压时，整流桥式不导通的，无法给电容充电，但是输出功率没有变化，电容持续给变压器充能，电容电容一直下降，直到下一个周期输入电压大于电容电压。那电容电压为什么不能掉到太低。
为什么
1、部分反激芯片存在最大占空比控制，在最大占空比的情况下仍无法满足伏秒平衡，输出电压会掉。
2、反激顾名思义在原边的开关管关闭的情况下传输电流到副边。占空比越大，变压器需要储存的能量也就越大。对变压器的饱和电流要求也越高。
3、整体器件温升：损耗的功率功率（P）= 电流（I） 电压（U） = 电流（I） 电阻（R） 电流（I）= 电流的平方（I²） 电阻（R）可见，功率与电流的平方和电阻成正比，即功耗随着电流和电阻的增加而增加。而且随着电流的增大呈平方增加。
4、低温下容量更低，需要考虑温度的影响，仍能满足最大占空比下伏秒平衡，变压器磁饱和问题。
如何选取
网上的说法：1W1uf，大体来说没有问题，但是为什么呢？怎么算呢？
详细公式放到结尾。
先讲思路。
1、满足最大占空比下伏秒平衡
2、如果满足低温性能，低温下容量更低能满足最大占空比下伏秒平衡。
3、低容量纹波更大，纹波电流可以满足。
4、纹波电流影响温升，寿命可以满足。
5、谷底深度导致其他器件应力增大，需要考虑并留有余量。

总结一定留公式

电流纹波

电解电容的纹波电流通常可以通过调节电容容值或采用多个电解电容并联等方式进行改善。在实际计算纹波电流时可以采用以下两种常用的方法：

按照纹波电压计算：在实际电路中，电解电容通常处于一个具有纹波电压的环境中，因此可以通过纹波电压和电容元件的电容值来计算电容的纹波电流。具体来说，电容的纹波电流可以用以下公式计算：
Iripple = C * Vripple / T

其中，C为电容的电容值，Vripple为电容的纹波电压，T为纹波周期。这个公式假设电容纹波电压是正弦波，因此计算出来的纹波电流也是高斯形波形。

按照电容的ESR计算：在某些电路中，电容本身的ESR（等效串联电阻）也会对纹波电流产生影响，因此可以按照ESR进行计算。具体来说，电容的纹波电流可以用以下公式计算：
Iripple = Vripple / ESR

其中，Vripple为电容的纹波电压，ESR为电容的等效串联电阻。

需要注意的是，采用不同的纹波电流计算方法，计算结果可能不同，因此需要在具体应用中根据实际情况选择适当的方法进行计算。同时，也需要在选择电解电容时，根据设计需求和应用环境选择合适的电解电容类型和容值，以确保电容的纹波电流满足应用要求。

损耗正切角

损耗正切角通常使用tanδ来表示，表达式为：

tan δ = Pd / (QCω)

其中，Pd为电容消耗的功率，Q为电容储存的无功能量，C为电容的电容值，ω为激励电压的角频率。
寿命
不同供应商的寿命计算存在差异，具体需要咨询供应商或者查阅规格书
根据电容的损耗和压力变化进行计算：电容元件的使用寿命也与电容间隙、压力和损耗等因素有关。此时可以根据电容规格书中提供的数据，结合实际工作环境和使用条件，采用以下公式计算电容的寿命：

T = K * C * (Vmax - Vr)^(1/2) / Ir

其中，T为电容元件的寿命，K为相关常数，C为电容的电容值，Vmax为电容可以承受的最大电压，Vr为电容的额定电压，Ir为电容的有效电流负载。

当然简单的计算可以直接用温度来进行。
电容器的使用寿命受环境温度影响，它们之间的关系可以通过下面的公式表示：

寿命 = A * exp(B/T)，其中，A和B是常数，T是温度（开尔文）。

这个公式说明，当温度每升高10度时，电容器的寿命将减少到原来的一半。该公式适用于材料有限的电容器。通常可以使用在电容规格的最大工作温度下的寿命，推算实际工作的温度的寿命。

需要注意的是，这些公式和计算方法都是基于一些理想化的假设和条件，实际电容元件的结构、品质等因素都会影响电容的寿命。因此，计算出来的寿命值仅供参考，实际寿命可能受到多种因素的影响。对于关键应用，应当使用更加严谨的方法来估算电容的寿命，并进行适当的保护和维护，以确保电路的可靠性和稳定性。

电解谷底电压
谷底电压的公式还在推着，未完待续，要上班了。
忙了一段时间的项目，继续来写这个系列吧。
谷底电压的计算思路可以是这样，整流桥导通的时刻，电网输入给电解充电，在整流桥导通的整个周期内，输入电压比电解高，电解都在补充电荷。当输入比电解的电压低时，输出的能量由电解维持。这是一个很关键的节点，这整流桥关闭和下一个周期的整流桥导通，这段时间内的就是电解放电时间，在下一个周期的整流桥开启，就是谷底电压。

那么我们需要计算
1、整流桥在电解多少V的时候关闭？
2、整流桥在电解多少V的时候开启？
3、已知输入电压，输入周期，电容容量。
即可计算稳态下的电解谷底电压。