Как правильно заряжать конденсаторы

Как правильно заряжать конденсаторы

Конденсатор – это относительно простая деталь, состоящая из двух токопроводящих пластин, разделенных диэлектриком. Прибор применяется в электросхемах для накопления энергии, фильтрации высокочастотных помех, устранения пульсации, разделения сигнала на постоянные и переменные составляющие и пр. В процессе работы конденсатора заряд от источника тока преобразуется в энергию электрического поля между его пластинами. Емкость считается заряженной, если подаваемое на конденсатор напряжение становится равным аналогичному показателю на его металлических пластинах.

Количество электричества, которое накапливает емкость, а также периоды рабочих циклов (разрядка/заряд) определяются техническими характеристиками и указаны в маркировке на корпусе прибора. В процессе заряда конденсатора часто возникает проблема так называемого мягкого включения. Если не ограничивать зарядный ток, подаваемый на конденсатор, это приведет не только к разрушению радиодетали, но и выходу со строя силовых цепей. Чтобы не допустит разрушения конденсатора большими токами, используются методы плавного заряда, которые осуществляются включением в схему пассивных и активных элементов.

Заряд конденсатора с помощью транзисторов

В зависимости от способа управления зарядкой существуют два режима – статический и динамический. В статическом режиме транзистор выполняет функции переменного резистора – его сопротивление позволяет ограничивать зарядный ток. Такой метод не слишком эффективен, так как приводит к перегреву кристалла транзистора.

Работа транзистора в динамическом режиме более безопасна, позволяет плавно зарядить конденсатор кратковременными импульсами. Такой метод дает возможность:

• выполнять зарядку емкости от источника переменного и постоянного напряжения;
• реализовать защиту нагрузки от КЗ;
• создавать простые и компактные схемы управления зарядом емкости.

К недостаткам метода можно отнести длительный заряд больших емкостей, а также необходимость создания гальванической развязки цепей управления.

Заряд конденсатора с помощью термистора

Метод отличается простотой и надежностью - активный термистор, имеющий большое сопротивление, ограничивает зарядный ток конденсатора. В процессе нагрева сопротивление термистора уменьшается, при этом происходит падение напряжения и снижение параметров мощности нагрузки.

Недостатком метода является возможность использование термисторов в маломощных схемах. Остаточное сопротивление прибора слишком велико для работы на большую нагрузку, приводит к тепловым потерям на термисторе и ограничивает ток, снижая надежность устройства в целом.

Зарядка конденсатора с помощью резистора

Принцип зарядки состоит в следующем - при включении контакт реле разомкнут, ток ограничивается низкоомным резистором. При достижении напряжения на емкости установленного порогового значения, контакт реле замыкается, выполняя шунтирование резистора.

Достоинствами такого метода зарядки емкости является:

• простота схемы и доступность ее реализации;
• высокая надежность - если грамотно рассчитана мощность резистора, схема не выйдет со стоя даже при КЗ в нагрузке;
• возможность работы в цепях постоянного и переменного тока.

Метод применяется для мягкого включения в схемах, где стоит задача – как быстро зарядить конденсатор с большой емкостью. Недостатком такого способа заряда емкости является установка в схему резистора под конкретные параметры активной и емкостной нагрузки. Если нагрузка нестабильна, то, не имея дополнительных защитных цепей, схема может выйти со строя.

Заряд конденсатора через тиристор

Мягкий заряд конденсатора основан на ступенчатом отпирании тиристоров управляемого моста до полного его открытия. Зарядка происходит за 150 мс, что достаточно для ограничения тока в конденсаторе большой емкости.

К достоинствам метода можно отнести:

• простую схему, не требующую устройства гальванической развязки и установки преобразователей в цепях управления;
• стойкость к скачкам напряжения питания, импульсным токам с большой амплитудой, изменению нагрузки.

Недостатком метода является возможность работы исключительно в цепях переменного тока, а также сложности с созданием эффективной защиты от КЗ.

В каталоге нашей компании большой выбор кабельной продукции для всех типов конденсаторов.