提高繼電器觸點抗浪涌能力的一種新穎旁路保護電路
摘要:在航天器用電設(shè)備中,多數(shù)器件由DC—DC模塊供電,部分由一次電源直接供電,DC—DC模塊作為用電負載也由一次電源供電,在DC—DC模塊及星載用電設(shè)備突然加電時,有可能產(chǎn)生較大的啟動電流,浪涌電流可達到上百安培,若不進行有效控制,有可能對供電鏈路中配電設(shè)備的繼電器觸點造成損傷,甚至導(dǎo)致繼電器觸點粘連。文中從系統(tǒng)實際應(yīng)用的角度出發(fā),闡述了提高繼電器觸點抗浪涌能力的一種新穎保護電路,能夠確保規(guī)避繼電器觸點受到浪涌電流的沖擊,滿足繼電器用于航天產(chǎn)品中高可靠性的要求。
關(guān)鍵詞:浪涌電流;繼電器;保護
1 術(shù)語及定義
浪涌電流:用電設(shè)備在啟動瞬間產(chǎn)生的大電流;
旁路電路:旁路用電設(shè)備在啟動瞬間產(chǎn)生大電流的電路;
ESL:電容器的等效串聯(lián)電感;
ESR:電容器等效串聯(lián)電阻。
2 浪涌電流產(chǎn)生的原因
通常情況下,在設(shè)備加電時,電容器是產(chǎn)生浪涌電流的主要原因,原理示意圖見圖1。
上圖中K1閉合后,電容器C開始充電,若將直流電源、開關(guān)K1以及連接的導(dǎo)線看作理想狀態(tài)(直流電源可提供足夠大的電流且內(nèi)阻為零,K1接觸電阻為零,導(dǎo)線線阻為零),在電容器充電瞬間,產(chǎn)生的浪涌電流可根據(jù)公式1進行近似計算。
式中:I——浪涌電流
U——直流電源輸出電壓
ESR——電容器等效串聯(lián)電阻
雖然電容電器ESL對輸入浪涌電流有一定的抑制作用,但電感量較小,抑制作用也較小,可忽略。通常電容器ESR均比較小,例如,在100kHz下測量,液體鉭電容器的ESR一般為幾百毫歐,聚脂電容的ESR一般為幾十毫歐,而陶瓷電容的FSR一般為幾毫歐。所以在電容器加電瞬間,會產(chǎn)生較大的浪涌電流。
以上是針對電容器在加電瞬間產(chǎn)生的浪涌電流所進行的分析,若其它設(shè)備或元器件在加電瞬間與電容器具有類似特性,則同樣會產(chǎn)生較大的浪涌電流,如蓄電池在充電狀念下也會產(chǎn)生上百安培的浪涌電流。
3 旁路保護電路分析
浪涌旁路保護電路原理圖見圖2。
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