Section1 可能存在的誤解

如題，本文意在深解”并聯(lián)電容能減小紋波“。

如下，是我們可能產(chǎn)生的一些誤解，先呈現(xiàn)于此。

第一個誤解：

兩個電容并聯(lián)，整體的ESR即為兩個ESR進(jìn)行電阻并聯(lián)計(jì)算出來的結(jié)果。

第二個誤解：

眾所周知，比如CCM反激電源的紋波電流，是一個直流分量和一個三角波的疊加，并且直流分量顯然是直接流到負(fù)載的，是不可能經(jīng)過電容的。

那么，經(jīng)過電容的就只剩下了交流分量。

那么既然只有交流分量流過電容，就簡單了，紋波電流的分流比，就是容抗對紋波電流的分流，而ESR在這里沒有任何意義（對于紋波電流的分流計(jì)算）。

Section2 分流概念闡述

我們以CCM反激的輸出電容并聯(lián)為例，先解釋一下并聯(lián)電容分流的概念。

以下結(jié)合仿真結(jié)果，嘗試給出正確的分流的計(jì)算方法。

由仿真結(jié)果中間一欄流過兩個電容的分流電流的值可以看出，顯然均不與Section1給出的兩個誤解相符，這也就證明了那兩個的確是誤解。

所以，我嘗試進(jìn)行給出以下兩個個人認(rèn)為正確的計(jì)算方法：

方法１：利用復(fù)阻抗的思想，再利用分流公式去求分流比，顯然兩電流肯定有相位差，符合仿真結(jié)果。

方法２：基于任何波形都可以用正弦的疊加來表示，即FFT思想，那么研究這個電路的正弦穩(wěn)態(tài)即能求得正確分流比。

感覺貌似方法１也是利用了方法２的思想。。。其實(shí)都是求的正弦穩(wěn)態(tài)。。

Section3 通過仿真深入探索

接下來，回歸正題，一探電容并聯(lián)的究竟。

Example1 單個大ESR電容

首先，為了忽略掉C2的影響，我這里偷個懶，就不直接去掉C2了，而是把它的容值改的特別小。

用Cursor測量Vout得到電容并聯(lián)計(jì)算，輸出電壓約有97mV的紋波峰峰值。

Example2 一個大ESR電容與一個小ESR電容并聯(lián)

那么，接下來，并聯(lián)一個容值一樣大小的，但ESR是C1的1/100的電容。

按照一些可能的誤區(qū)，貌似我們會直觀的覺得，好像ESR小了100倍，紋波就該大約小個100倍了，然后并不是這樣，我們來看下仿真結(jié)果。

用Cursor測量Vout得到，輸出電壓約有22mV的紋波峰峰值。顯然這和錯以為的紋波電壓會減小約100倍的誤區(qū)有著天然之別，這只減小了約5倍都不到的紋波電壓。

Example3 單個小ESR電容

那么，再來看一個現(xiàn)象，如果沒有C1呢？是不是會給人一種直觀的感覺，少了個電容，紋波肯定至少會增大些吧？那么到底會增大多少呢？會不會增大很多呢？

同樣為了偷懶減少操作時間，我就直接將C1設(shè)置成1pF這么小的值，來等效成去掉C1

用Cursor測量Vout波形可得，紋波峰峰值約為25mV。

看來的確符合我們的直觀感覺呢，紋波的確是會變大那么點(diǎn)。

Example4 兩個相同規(guī)格的小ESR電容并聯(lián)

再舉一個例子，我們將第二個例子中的C1的ESR也改為和C2一樣的1mR

可見，這和Section3中對應(yīng)的情況（即第二種情況）性質(zhì)上是一致的。

Conclusion

從以上的分析，我們可以得到以下這幾個結(jié)論（當(dāng)然也可以有更多結(jié)論）

1.并聯(lián)相同規(guī)格的電容，比如兩個相同規(guī)格的電容并聯(lián)，能比只使用一個相同規(guī)格的電容，近似減小一半的紋波電壓，這個結(jié)論是由Section3中的第4個例子得到的。但這并不意味著紋波電壓就是總的紋波電流去乘以個ESR的并聯(lián)，我們可以從Section3中的第二個例子得出這個結(jié)論并且獲得更多感性的認(rèn)知。

2.對于并聯(lián)很多相同規(guī)格輸出電容的應(yīng)用，只要并聯(lián)的電容里出現(xiàn)任何一個電容的ESR異常變大，那么紋波必定會至少變大一點(diǎn)兒，這個結(jié)論是由Section3中的第3個例子得到的。

3.對于第2個結(jié)論，究竟紋波會變大多少呢？這個得視ESR究竟變得多大而定，對于極限情況，變成了開路，那么對應(yīng)的情況就類似是Section3中的第4個例子了，也就是說，這個紋波電壓的變化范圍為大于原紋波電壓并且小于等于將ESR變大的那個電容視作開路后得到的紋波電壓之間，比如對于兩個相同規(guī)格的電容并聯(lián)，紋波最大會變大成原來的兩倍。