整流桥后Bulk电容选取及推导过程

在AC-DC电源电路中，有时整流桥后会放置一定容量的电解电容，起到滤波及储能的作用，我们称之为Bulk电容，很多工程师会根据经验按照每瓦3uF的标准去选取，那么每瓦3uF的标准从何而来，本篇将推导其计算过程，并介绍Bulk电容如何选取。

输入电压与输入电流的示意图如下，我们可以看到，输入电流只有在tc时间段内才存在，其余时间段电流为零，因此电压与电流的相位差很大，所以这种电路的特点是低功率因数，以上是一些题外话。Cbulk两端电压纹波率原则上越小越好，但是对应的是电容成本的上升，所以性能与成本需要折中考虑，一般纹波率最大取20-30%，假设我们取20%，即：

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在td时间段内电容放电，同时输入电流为零，因此输入功率为零，根据能量守恒：

接下来计算td时长：

联立公式一、二、三即可得出关于Cbulk的等式：

由上式可知影响Cbulk取值的参数有Pout，Vmin，Vpeak，Fline，假设：

3uF/W就是这么来的，但是需要注意：并不是任何输入电压都适用这个经验值，还是要根据上述的公式来计算。

电解电容的选取需要关注三个关键参数，1.容量，2.耐压，3.耐电流。容量在上述公式已经计算出，耐压需要大于1.1*Vpeak即可，接下来将计算其电流有效值：

输入电流波形可以视为三角波，因此在tc阶段Iin与t之间呈一次函数：

充放电后电解电容两端的电压不变，由电荷守恒可知，流经输入端的电荷等于流经输出端的电荷:

计算电容电流有效值时分为两个阶段，tc阶段与其他阶段（T-tc）：

1.tc阶段，由Iin(t)一次函数可得：

2.其他阶段：

因此根据根据发热量与电流的关系式可得：

以上计算出电容的有效值电流再与规格书中的标称电流与频率系数作对比，即可确认型号。