大电容加限流电阻什么原因,限流电阻应怎么选


大电容加限流电阻的原因

电容具有两端电压不能突变的特性,但流过的电流可以突变。

这与电感的性质相反,电感中流过的电流不能突变,其两压的电压却可以突变。

当在电容两端施加瞬间电压时,电容相当于短路。流过电容电容间电流为电源电压除于与其相串联的电阻。

如果不加限流电阻,与之相串联的电流仅有导线电阻以及电容本身的等效串联电阻。

导线电阻非常小,一般为毫欧级别,可忽略不计,而等效串联电阻也比较小,可在电容的规定书中找到相应的数值。在上电瞬间的等效电路图如下:

大电容加限流电阻什么原因,限流电阻应怎么选

与等效串联电阻相比,负载的阻抗可以忽略不计,根据瞬间电流=电压/(导线电阻+等效串联电阻),以12V的电源电压为例,瞬间电压可以高达120A。

根据电容两端的电压公式

u(t)=u0*(1-exp(-t/(R*C)),

可以知道,流过电容的电流:

i(t)=C*du/dt=u0/R*(-t/(R*C);

随着充电的进行,流经电容的电流以指数形式降低,当充满电时,流经电容的电流为0,电容处于开路状态。

如果没有限流电流,通过电容经过整个回路的电流可能高达正常工作电流的几十,上百倍。

瞬间的大电流会产生非常强大的电磁干扰,影响其它电器的正常工作,造成电器损坏,基于损害人的身体健康。

可如果回路中有一些机械触电(比如开关触点、继电器触点等),瞬间电流可以会将这些触点熔接在一起,造成开关不能正常通断。

由瞬间电流=u/R, 再根据整个回路断路器等保护器件的过流能力,触点承受过流的能力,选择串联电阻的大小。

同时,考虑整个电路的上电时间要求,电阻越大,瞬间电流越小,但是电容两端充电时间越长,与之相并联的负载两端的电压充电时间也越长,通过串联电阻*电容容量C得到时间常数,可以估算出负载上电的时间。

此外,还应通过积分算出整个上电过程串联电阻消耗的能量,根据这一能量来选择相应功率的电阻。