電壓泄放電路 泄放電阻器是一種安全裝置,旨在防止維護(hù)和維修人員觸電。其目的是在關(guān)閉時(shí)消散剩余電荷。泄放電阻器在電源、制動(dòng)系統(tǒng)和許多其他大功率應(yīng)用中很常見。 連接在電容器上的泄放電阻器會(huì)耗盡其存儲(chǔ)的電荷。它可以永久連接,也可以切換。在開關(guān)類型中,電容器放電到安全水平的時(shí)間與靜態(tài)功率損耗之間存在權(quán)衡。 挑戰(zhàn)在于選擇一個(gè)高壓電阻器,其值要足夠低,以便在盡可能短的時(shí)間內(nèi)使電容器放電,但又要足夠高,以免影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在選擇電阻值時(shí),安全性應(yīng)始終是首要考慮因素。 電阻容差通常不是問題,5%的電阻容差通常就足夠了。權(quán)衡是達(dá)到安全電壓與功率損耗的時(shí)間。電阻值計(jì)算如下: R(max) = DT / C x ln (Vs / Vi)DT – 放電時(shí)間 C – 電容器值 Vs – 安全閾值電壓 Vi – 初始電壓 對(duì)于給定的電阻值 ,初始(最大) 功率為: P = Vi2 / R 所選的電阻R值應(yīng)將靜態(tài)功率損耗降至最低,同時(shí)確保其值允許電壓在可接受的時(shí)間內(nèi)衰減到安全水平(Vs)。泄放電阻器的額定電壓應(yīng)超過(guò)其在電路中承受的最大電壓。 厚膜電阻器技術(shù)是泄放電阻器應(yīng)用中的常見選擇,因?yàn)樗梢栽诤苄〉拿娣e內(nèi)耗散高功率。通過(guò)散熱和采用專業(yè)基板材料,可以提高熱性能。 高壓平衡電阻 在高壓直流母線應(yīng)用中,通常構(gòu)建電容式儲(chǔ)液器以消除電源線紋波效應(yīng)。一個(gè)簡(jiǎn)單的電路包括兩個(gè)串聯(lián)的(等值)電容器,每個(gè)電容器的額定電壓為總線電壓的一半。
在實(shí)踐中,電容器漏電流的變化使得很難將電容器兩端的電壓平均分配。電壓不平衡會(huì)導(dǎo)致一個(gè)電容器出現(xiàn)過(guò)壓情況。由于電容器通常沒有嚴(yán)格的公差,因此常見的策略是使用與每個(gè)電容器并聯(lián)的(匹配)平衡厚膜高壓電阻器。 流經(jīng)平衡電阻的電流設(shè)定為電容器漏電流的倍數(shù)。目的是淹沒泄漏電流并消除其影響。有許多問題需要考慮,計(jì)算平衡電阻值超出了本文的范圍。 電壓調(diào)節(jié)電路 穩(wěn)壓器可保護(hù)敏感元件免受過(guò)壓情況的影響。它們提供固定的輸出電壓,無(wú)論輸入電壓或負(fù)載條件如何變化,該輸出電壓都保持不變。
穩(wěn)壓器可以調(diào)節(jié)交流或直流電壓,但直流穩(wěn)壓器是最常見的。穩(wěn)壓器的兩種主要類型是線性穩(wěn)壓器和開關(guān)穩(wěn)壓器。 線性穩(wěn)壓器在電阻元件(有源或無(wú)源)上降低電壓,以將輸出電壓保持在所需水平。它們通常采用負(fù)反饋環(huán)路將實(shí)際輸出電壓與基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。 線性穩(wěn)壓器可以是串聯(lián)的,也可以是并聯(lián)的。分流類型是最簡(jiǎn)單的,但也是最低效的。因此,串聯(lián)穩(wěn)壓器更為常見。 開關(guān)穩(wěn)壓器可快速打開和關(guān)閉以控制輸出電壓。它們需要多個(gè)控制元件和電荷存儲(chǔ)元件(電容器)。 開關(guān)穩(wěn)壓器可以是升壓型、降壓型或逆變電壓型。高壓電阻器用作分壓器、偏置和反饋元件。 穩(wěn)壓器只能使用分立元件或集成電路。集成電路是專業(yè)應(yīng)用中最常見的分立器件方法。 分立元件方法傾向于以更低的成本提供更高的性能。它還提供了改進(jìn)的功率處理能力,因?yàn)榉至⑹礁邏弘娮杵鳎ㄌ貏e是與散熱器結(jié)合使用時(shí))將多余的能量作為熱量?jī)A倒。 分壓器電路 分壓器的目的是將高壓轉(zhuǎn)換為相關(guān)的低壓。最常見的分壓器應(yīng)用是測(cè)量系統(tǒng)。它們也出現(xiàn)在低壓線提供反饋環(huán)路的穩(wěn)壓電路中。
基本分壓器電路由兩個(gè)串聯(lián)的電阻器組成。當(dāng)輸入電壓(高)連接到電阻端子上時(shí),輸出(低)電壓從兩個(gè)電阻之間的連接點(diǎn)獲得。為了最大限度地提高性能,將初級(jí)高壓電阻與次級(jí)低壓電阻相結(jié)合。 由于負(fù)載或器件的輸入電流將流過(guò)一個(gè)電阻器,而不是另一個(gè)電阻器,因此可能導(dǎo)致不平衡。解決方案是將通過(guò)分壓電阻器的電流設(shè)置為比器件輸入電流高許多倍(通常為 1000 倍)。 電阻值的選擇通常涉及折衷方案。為了最大限度地提高電路性能,電阻值應(yīng)很高。熱量形式的損耗是浪費(fèi)的,如果不消散,可能會(huì)加劇電路熱問題。 然而,高電阻值限制了輸出電流,從而影響了系統(tǒng)性能。由于電路噪聲和漏電流,可能會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。因此,流經(jīng)分壓器的電流必須足夠高,以使噪聲和漏電流微不足道。 對(duì)于精密應(yīng)用電阻容差,VCR 和 TCR 都需要考慮。分壓電阻應(yīng)提供長(zhǎng)期穩(wěn)定性,以長(zhǎng)期保持一致的分壓。因此,重要的是要考慮漂移和老化等因素。 如果一個(gè)電阻器相對(duì)于另一個(gè)電阻器的值發(fā)生變化,就會(huì)發(fā)生誤差,因此需要仔細(xì)選擇材料。用于分壓器電路的電阻對(duì)通常使用相同的電阻器墨水材料制造。 為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)電阻墨跡印刷的分壓比,初級(jí)厚膜高壓電阻通常是一個(gè)長(zhǎng)蜿蜒曲折的電阻器,而次級(jí)的低電壓電阻器是一個(gè)反增益塊或矩形電阻器。 為應(yīng)用選擇正確的厚膜高壓電阻器可能是一個(gè)挑戰(zhàn)。電阻值、額定功率和封裝樣式的標(biāo)準(zhǔn)范圍有限,可能會(huì)使情況進(jìn)一步復(fù)雜化。避免超過(guò)高壓電阻器規(guī)格限值很重要。
當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器件無(wú)法滿足應(yīng)用需求時(shí),一種解決方案是使用定制的高壓電阻器。明智的做法是選擇對(duì)厚膜電阻器技術(shù)及其在各種電氣、機(jī)械和環(huán)境應(yīng)力條件下的性能有詳細(xì)了解的專業(yè)電阻器制造商。
|