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2014年2月20日 (木)

突入電流のはなし2

突入電流のはなし2 は対策法の実験です。Charge

まずは前回の復習です。
C1に1000uFで実験するとピークには 10A以上の電流が流れました。これは 1000uFを短期間に充電するための電流で、

使用する場合の電力量W、単位ジュール)は


W ={1 \over 2}\cdot C \cdot V^2

Charge2

この場合 1000uF で 5Vを蓄えるには、
(1/2) x 0.001F x (5Vx 5V ) = 0.0125 J
J = W x Sなので、 5V を 200uS で充電するには、
0.0125J ÷ ( 0.2mS x 5 V ) = 12.5A
充電電流は平均化しても10A以上流れるのです。
  
  
対策の実験
そして、今回対策してみた回路がこちら。
まずは直列にコイルを挿入してみました。
 結果は下の波形ですが、ピークは初期よりも600uS程度遅くなり、最大値も8A程度に緩和されましたが、まだまだ足りないようです。もう少し大きな値でないと効果は判りませんが、手持ちがなかったのでこの実験はここまで。
100uh
 

次に抵抗で電流制限。
前回説明したように後で、リレーでショートすれば良いので、今回は 5Ω で実験してみました。以下がその波形。
10ohm
縦軸が1/4 、横軸が10倍になっていますので注意願います。
ピーク電流は1A
これは 5V ÷ 5Ω なので、制限される電流は 1A となりますね。
そして充電時間は約10mS となり、ON遅延時間が 10mS程度のリレーを使えば十分なことが判ります。
通常の電流が小さければ抵抗だけでも良いのですが、5Ωを使えば電圧降下を 0.5Vとしても流せる電流は 100mA 程度となります。その場合は抵抗での電力損失は
0.5V x 0.1A = 0.05W ... 50mW ですが、
瞬間的なピーク電流は 1A 流れますので、ピーク電流を流せるものか、0.5W 程度の十分余裕を持った抵抗にします。

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