電容器的基本作用就是充電與放電,由這種基本充放電作用所延伸出來的許多電路現(xiàn)象,使得電容器有著種種不同的用途,例如在電動馬達中,我們用它來產(chǎn)生相移,在照相閃光燈中,用它來產(chǎn)生高能量的瞬間放電等等,而在電子電路中,電容器不同性質(zhì)的用途尤多,這許多不同的用途,雖然有著截然不同之處,但其實均是來自電容器充電與放電的作用。
當電容器接通電源以后,在電場力的作用下,與電源正極相接電容器極板的自由電子將經(jīng)過電源移到與電源負極相接的極板下,正極由于失去負電荷而帶正電,負極由于獲得負電荷而帶負電,正,負極板所帶電荷大小相等,符號相反。電荷定向移動形成電流,由于同性電荷的排斥作用,所以開始電流最大,以后逐漸減小。在電荷移動過程中,電容器極板儲存的電荷不斷增加,電容器兩極板間電壓 UC 等于電源電壓 U 時電荷停止移動,電流 I=0,開關閉合,通過導線的連接作用,電容器正負極板電荷中和掉。當 K 閉合時,電容器C正極正電荷可以移動負極上中和掉,負極負電荷也可以移到正極中和掉,電荷逐漸減少,表現(xiàn)電流減小,電壓也逐漸減小為零。
通過控制后端放電頻率來檢測電容放電曲線,要求電源要很小很小的過沖,正常狀態(tài)下電容是飽和狀態(tài),電源處于空載,當后端控制器設定好放電頻率開始放電時電源瞬間開始給電容充電,電源處于恒流狀態(tài),電流額定600ma,電壓800v,不同的放電頻率我們電源的電壓都不一樣,高于3khz的頻率放電時我們電源電壓會瞬間升到1500v以上。處于OV狀態(tài),這就要求電源穩(wěn)定性和抗沖能力要高
設備在設計上應當保證在電網(wǎng)電源外部斷接處,盡量減小因接在設備內(nèi)的電容器因貯存有電荷而產(chǎn)生的電擊危險。為了驗證設備內(nèi)電容器貯存的電荷是否會產(chǎn)生危險而進行的試驗我們一般稱之為一次電路電容器放電試驗(以下簡稱放電試驗)。
超過42.4V交流峰值或60V直流值的電壓在標準中認為是對人體危險的電壓,一般設備大多數(shù)是交流220V供電,對人體是危險電壓
圖1是一個典型的開關電源輸入電路的一部分,其中的C1,C2,C3是為了抑制來自電網(wǎng)或傳向電網(wǎng)的電磁兼容干擾而設置的濾波電容器,其中線間的并聯(lián)電容器C1是為了抑制差模干擾,C2和C3是為了抑制共模干擾。當設備切斷電源時,電容器上所帶電荷不會馬上消失,所以需要在電容器旁邊并聯(lián)電阻R1,組成RC放電回路,消耗電容上的電量。如果在電源在設計上沒有考慮這個電阻,電容器的電量無法在電源內(nèi)泄放,而此時使用者同時接觸到電源插頭的兩級,電容器的電量將通過人體這個電阻進行放電,將會導致使用者遭受電擊危險,造成電擊灼傷或更嚴重的后果。放電試驗就是為了保證電氣設備使用者在斷開斷接裝置(例如拔下電源線插頭)后,不會因為觸摸到導電零部件(例如插頭上的極片)而發(fā)生電擊危險。
當與電網(wǎng)電源連接的電路上,任何電容器其標明的或標稱的容量超過0.1μF,則需要進行此試驗。對于220V交流供電的終端設備,放電時間常數(shù)不超過1秒則認為設備是合格的。時間常數(shù)是指等效電容量(μF)和等效放電電阻值(M?)的乘積。如果直接測定等效電容量和電阻值有困難,則可以在外部斷接點測量電壓衰減,開路電壓衰減到其初始值的37%的時間即為時間常數(shù)。當測量電壓衰減時,使用輸入阻抗由一個100M?±5M?電阻和一個輸入電容量為25pF或更小的電容并聯(lián)組成的儀器得到結(jié)果。