直流稳态时串联电容器的电压偏比

小夏 科学 更新 2024-01-29

电容器是电路设计中不可缺少的元件。 因为它是储能元件,所以在电源滤波中使用较多,电容值比较大。 电容器为直流开路,阻抗随着频率的增加而降低。 r=1/(s*c),s=jw。在直流稳态下,当两个电容器串联时,施加在两个电容器上的电压如何变化?让我们根据具体情况进行讨论。

第一种类型只有两个串联的电容器

图 1:施加于两个电容器的电压为 24V。

在这种情况下,在电路通电的那一刻,电容器是交流电。 施加在 C1 和 C2 上的电压与其电容成反比。 因为 rc1=1 (s*c1), rc2=1 (s*c2);(RC1、RC2代表C1、C2的电阻);C1 的电压 = RC1 (RC1+RC2),C2 的电压 = RC2 (RC1+RC2)。 在上图中,由于 c1=c2 都是 1uf因此,C1和C2两端的电压等于12V。 在实际电路中,C1和C2的电压会有一些细微的差异,因为它们的电容、等效串联电感、等效串联电阻会不同,在理想状态下它们并不完全相等。

部分二. 二.第二两个电容器串联,C2 有一个 10m 并联电阻

如图2所示:直流电压不变或24V。 接通电源时,电阻R2断开,当电源稳定时,R2与C2合并。 或者用万用表代替(万用表的输入阻抗一般为10m)。 万用表正极笔接VO,负极笔接地。 此时,您会注意到万用表读数开始缓慢下降,即C2两端的电压正在下降。 此时C1的电压在做什么?C1 两端的电压正在上升。 当 C2 下降几伏时,C1 上升几伏。 直到 C2 降至零,C1 升至 24V。 由于C1和C2串联两端的电压没有变化,所以仍然是24V。 为什么C2两端的电压变为零,因为在直流状态下,电容开路,阻抗无穷大;但 C2 有一个 10m 的并联电阻。 根据电阻分压器,C2的最终电压为零。 如果此时去掉R2,C2的电压仍为零伏,C1仍为24V。 因为 C1 和 C2 的阻抗是无限的。 rc 常数也是无穷大。 C1 和 C2 的电压保持不变。 实际上,由于空气阻抗的存在,电容器绝缘介质的阻抗C2不能与零一致,但它上升得更慢。

部分两个电容器串联,C1 有一个 10m 并联电阻

此状态与图 2 中的状态相同,因此在此不再重复。

部分两个电容器串联,C1 和 C1 都有一个 10m 并联电阻

如图3所示,这种结构中的每个电容都有一个电阻,即电阻均衡。 电容器两端的电压与并联电容器的电阻值成正比。 这是在谈论稳态电压。 在上电时,电容器两端的电压与每个段的总阻抗有关。 如图3所示:VO的值是VO对地的总阻抗,VO对24VO的总阻抗除度。 这种电路一般取值c1=c2,r1=r2;它主要用于倍压电路。

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