滤波电容器充电时防止过电流


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我有这个电路:

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在启动时,电源会出现过流状态,因为当电容器充电时,从电源看,它看起来像是短路。我该如何预防?

由于与负载有关的压降,在电容器上不适合我之前加一个限流电阻,当然,一旦电容器以约2 A的最大电流充电,负载看起来就会变小。一个临时启用限流电阻的简单电路?还是另一个简单的解决方案?

添加。我有这些想法。请随意发表评论。

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与电容器串联的“附加”电阻器会降低电容器进行有用滤波的能力。这是因为负载将不得不通过相同的电阻吸收电容器的电流。
gbarry

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对术语的更正:电容器的阻抗不变。没错,一开始会有很大的浪涌电流。但是,阻抗电阻电感电容的组合,因此在这种情况下,电容器的阻抗是恒定的,它只是电容,加上它所具有的任何不理想(通常可以忽略不计)的电阻电感
Phil Frost

Answers:


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设计良好的电源可以通过以下几种方式绕过电容器负载充电:

  • 预充电,先配合的触点,该触点具有串联的电阻器或NTC热敏电阻;该路径通过电阻对电容进行预充电,并在其他电源引脚配合时短路

  • 一种软启动功能,其中输出电压斜升数十或数百毫秒,从而减小了电容器的充电电流

  • 砖墙或恒定电流操作模式;当负载很重时,电源进入电流调节模式(保持输出电流恒定并让电压下降),这将以可控方式为任何电容器充电

由于您的电源似乎没有这些功能,因此您需要一个外部解决方案。几家制造商制造了所谓的热插拔控制器,其本质上就像可编程电阻(使用MOSFET)一样,以独立于电源本身的受控方式将负载施加到电源输出上。

这样就可以在不压倒电源的情况下对电容器进行逐步充电,再加上电容被充电后,MOSFET 的低使得损耗可控。[RdsØñ

在大多数情况下,使用滤波电容器时无需串联限流电阻。话虽如此,某些类型的电容器(钽和某些有机半导体类型)确实需要限制充电/放电电流。

您没有提到电源的功率或要充电的电容器的数量-显然需要此信息来判断热插拔控制器的成本和复杂性是否合理。



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如果您的电路板上有一个“复位芯片”,并且在复位时不会消耗太多电流,那么建议您使用MOSFET来接通和断开输入电流,但建议使用一个中值电阻器来允许一些电流MOSFET关断时导通。直到电容器充电到复位阈值并在该点以上足够长的时间使复位芯片满意为止(这意味着它将有时间再充电到高于阈值的时间),进入器件的电流将受到限制,但器件本身不会消耗太多电流。复位满意后,MOSFET将提供出色的传导路径,从而使器件能够充分利用电源电流。


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过去的解决方案是串联一个电阻,然后使用继电器将电阻短路。继电器线圈跨过电容器,因此,在电压上升到合适的水平后,继电器将接通。


这对我来说是不好的解决方案。中继又大又贵。有没有简单的方法可以用晶体管更换继电器?

我并不是说您必须这样做:)是的,您可以使用晶体管。这就是所有其他“限流”设备所要解决的问题。但这不像中继那么简单。我确定有人会很快发布电路。
gbarry 2013年

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另一种解决方案是指定具有电流限制的直流电源(例如,如果负载为2A,则为3A),而不是在检测到过电流时跳闸。


仅在电源可以更改其限流值时才适用。我不是。

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通常,您尝试确保电容器小于电源允许的最大输出电容。某些DC-DC转换器允许的电流低至100 µF。如果电源的输出特性为折返型,则这是非常重要的信息-如果您要使用任何尺寸的电源,则在过电流事件期间,需要一个不会关闭或打cup的电源电容器。如果您的电源数据表中没有这样的额定值,则即使您正在尝试使用串联电阻器,也只能依靠运气。

它总是归结为以下问题:您的电源会进入关闭状态吗?它会在多长时间内关闭?如果关闭的时间比您给电容器充电并获得小电流所需的时间快,那么它将不起作用。

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