アンプの大容量平滑コンデンサの突入電流抑制回路

RC直列回路の回路方程式

RC直列回路
RC直列回路

コンデンサーに蓄えられる電荷を として


(1), (2)式を

としてラプラス変換すると



(4)式を(3)式に代入して


(5)式より電流




ここでラプラス変換の公式

(6)式を逆ラプラス変換して

コンデンサーに流れる電流の式が得られた.

突入電流を抑制しない場合にコンデンサーに流れる電流

RC直列回路
RC直列回路

の時

時定数
最大突入電流

突入電流と初期の変化率を維持した時のグラフ
突入電流と初期の変化率を維持した時のグラフ
%
% 突入電流を計算する
% https://ak1211.com
% Copyright (c) 2015 Akihiro Yamamoto
%
%
% This software is released under the MIT License.
% http://opensource.org/licenses/mit-license.php
%
e = 12;
r = 0.020;
c = 0.0082;

t = linspace(0, 0.001, 1000);
i = e / r * exp(-1/(r*c)*t);


plot(t*1000, i, 'cb-');
grid on;
hold on;

xticks = get(gca(), "xtick");
xticks = [xticks  [0.164]  ];
xticks = sort(xticks);
set(gca(), "xtick", xticks);

xlabel ('time [ms]');
ylabel ('current [A]');
legend ('inrush current', "location", 'north');

d = (i(2)-i(1))/(t(2)-t(1));
y = i(1) + d*t;
y(y<0.0) = NA;
plot(t*1000, y, 'cm-');

突入電流抑制中にコンデンサーに流れる電流

突入電流抑制回路
突入電流抑制回路

の時

時定数
最大突入電流

突入電流抑制時と初期の変化率を維持した時のグラフ
突入電流抑制時と初期の変化率を維持した時のグラフ
%
% 突入電流を計算する
% http://ak1211.com
% Copyright (c) 2015 Akihiro Yamamoto
%
%
% This software is released under the MIT License.
% http://opensource.org/licenses/mit-license.php
%
e = 12;
r = 33+0.020;
c = 0.0082;

t = linspace(0, 1, 1000);
i = e / r * exp(-1/(r*c)*t);


plot(t*1000, i, 'cb-');
grid on;
hold on;

xticks = get(gca(), "xtick");
xticks = [xticks  [270]  ];
xticks = sort(xticks);
set(gca(), "xtick", xticks);

xlabel ('time [ms]');
ylabel ('current [A]');
legend ('inrush current', "location", 'north');

d = (i(2)-i(1))/(t(2)-t(1));
y = i(1) + d*t;
y(y<0.0) = NA;
plot(t*1000, y, 'cm-');

突入電流抑制回路

突入電流抑制回路
突入電流抑制中はMOSFETはOFFであって 抵抗で突入電流を抑制し, MCUによって一定時間後にMOSFETをONにして抵抗をバイパスします.

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