今天电工小雨要和大家分享的是电源输出端并联大电容为什么没短路相关信息,接下来我将从电源输出端电容的作用这几个方面来介绍。

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在电源输出端并联大电容,在大电容上电瞬间,比如大电容并在负载上,在电源给负载供电的一瞬间。

在上电一瞬间,电源是短路的,

短路电路等于电源电压除以导线电阻加上电容的等效串联电阻。这两个电阻都很小,因此上电瞬间电流非常大。

对于,输入并联了大电容的负载,我们称为容性负载,在电源给容性负载供电时,瞬间短路电路可能高达正常工作电流的几十倍。

在给容性负载供电时,我们需要考虑过流的倍数、电源瞬间过流的能力,甚至还要考虑断路器的过流能力。

对于用继电器控制的负载,还需要考虑选择能适用于容性负载的继电器,避免上电瞬间的短路电路将继电器的触点熔在一起,无法再正常断开。

如果电容过大,可能会出现电源输出保护,甚至断路器过流跳闸情况。

上完电之后,电源输出的电压基本上是恒定的,根据流过电容的电流与电容两端的关系为Cdu/dt,只有电压有变化,才会有电流流过电容,所以从电源流出的电流仅为负载的工作电流,就不再存在短路情况了。

为什么只要选择得当,即使短路了,电源还能正常工作?

在上电瞬间,根据电路理论中的单位阶跃响应,从一元常微分方程,可以求解出电容两端的电压为u=us*(1-exp(-t/(R*C))。

而流过电容的电流为i=us/R*exp(-t/(R*C))。

其中,R为导线电阻加上电容的等效串联电阻, C为电容容量。

从这两个方程可以看出,流过电容的电流按指数形式快速衰减。

比如R一般为几十毫欧,C通常为几千uF,大概在几毫秒就能衰减到非常小的电流。

所以短路的时间非常短,可能就几微秒至几毫秒的时间。

所有电源都有瞬间过流的能力,一般按反时限的关系进行短路保护,当没有超过其额定电流的n倍时,并不会立即保护,而是延时一段与过流倍数成反比的时间进行保护。如下图:

只要电容瞬间短路的电流曲线不超过电源反时限保护的曲线,电源就不会切断输出保护。

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