我见过的所有专业直流、BLDC 或 PMSM 电机控制器(Sevcon等)都有大量并联的直流母线电容器。它们的电容范围约为 100 µF - 220 µF。一个大容量的电容,比如 4700 µF 或 10000 µF,不是更方便吗?
是因为这些控制器连接到电池或其他大电流电源时会产生很大的浪涌电流吗?
我见过的所有专业直流、BLDC 或 PMSM 电机控制器(Sevcon等)都有大量并联的直流母线电容器。它们的电容范围约为 100 µF - 220 µF。一个大容量的电容,比如 4700 µF 或 10000 µF,不是更方便吗?
是因为这些控制器连接到电池或其他大电流电源时会产生很大的浪涌电流吗?
肯定有足够的电容是一个参数。但是电容器具有串联电阻,这限制了可以从电容器汲取多少峰值电流。电容器还具有串联电感,这限制了输出峰值电流的速度。并联多个较小的电容器可降低串联电阻和电感。
更高的纹波电流能力、更低的 ESR 以及有时更好的外形尺寸(例如更短)以安装在外壳中的方便位置可能是原因。
电容器的更大表面积意味着更大的功率耗散能力,所有其他条件都相同。
其他答案已经提到了决定该选择的主要因素:较低的总 ESR、较低的总电感、更好的热处理能力等。
我再补充一个被忽略的方面:可靠性。
如果您只有一个大电容器,一旦它发生故障,您将留下一个无法正常工作的系统。此外,如果它发生严重故障,更大的盖子会对附近的组件造成更大的损坏。
并行设置多个上限有助于减轻上限打开失败时的影响,因为其他上限仍然存在。您甚至可以在考虑冗余的情况下设计系统,即添加比考虑到其他约束所需的最小值更多的上限。
抗振能力也存在问题(这在处理大型电机时尤其重要)。单个大电容器在受到振动时会受到更大的机械应力。盖帽的大质量会产生机械共振,并对其端子或其安装点施加更大的应力,从而导致盖帽本身或其连接的 PCB 出现机械故障。
较小的电容器质量较小,惯性较小,因此它们会因振动或冲击而承受并产生较小的机械应力。因此,设计适当的应变消除装置也更容易(也更便宜),以避免机械应力和冲击引起的问题。
电容器有助于过滤和去耦噪声。但是每个单个值的电容器只在一个特定频率下有效。它具有最小的 ESR(更高的降噪能力) 使用一系列值可在宽频率范围内提供良好的滤波能力。
由于 ESR 减少了发热。当纹波电流在电容器中来回流动时,ESR 与电流相反(类似于电阻器)。更高的 ESR 意味着更高的功耗(作为热量)。这有效地提高了电容器的温度。温度越高,它们可以提供的电容就越低。因此,多个频带上的低 ESR 是一种期望的参数,通过组合多个电容器而不是单个错误电容器可以有效地接收到该参数。