电容充电时间计算问题

shaorc

电容充电时间计算问题 [复制链接]

 

如图所示 通过LDO生成5V电源

5V输出所接的大电容，为如图C1-C7所示，其余还有一些10nF的旁路电容为计入

则从LDO输出的5V应通过电阻R1对C1-C7的等效电容（电容相加，约为60uF）充电

时间常数τ=R×C=1Ω×60uF=60us

按照RC电路充电公式Uc=U×[1-e^(-t/τ)]，且按5个时间常数计算

那么充满电的时间因该是5×τ=300us

但是测试出来的上升时间却是27ms

吾妻思萌

限流了吧， 你测测电流多少

Nubility

你要想一想，这个世界是不存在理想电源的。电源启动需要时间

maychang

如果你那个三端稳压器能够输出任意大电流，那么上电瞬间电容两端电压为零，5V电压通过1欧电阻的电流为5A。

但事实上三端稳压器不能输出这么大电流，故上升时间远比计算出来的要长。

beyond_笑谈

电源的输出响应速度和限流也需要考虑进去，可以用超级电容代替电源供电

maychang

楼主如果将电阻R1由1欧改成100欧，再测量一下上升时间，估计会与计算值符合得很好。

shaorc

maychang 发表于 2024-8-28 18:02 楼主如果将电阻R1由1欧改成100欧，再测量一下上升时间，估计会与计算值符合得很好。

如果电阻R1还是1欧姆，这款三端稳压器的输出电流也查过，是150毫安，那么想理论计算出首贴的上升时间，该如何计算？

maychang

shaorc 发表于 2024-8-28 22:48 如果电阻R1还是1欧姆，这款三端稳压器的输出电流也查过，是150毫安，那么想理论计算出首贴的上升时间，该 ...

这种情况，充电开始时近似恒流充电，充电到一定程度，近似为恒压串电阻充电。换句话说，电源本身就是时间的函数，而不是常数。而且，电源作为时间的函数，其形式我们不知道。

即使知道了电源作为时间的函数，计算也相当麻烦，更何况这个函数我们并不知道。

shaorc

maychang 发表于 2024-8-29 08:59 这种情况，充电开始时近似恒流充电，充电到一定程度，近似为恒压串电阻充电。换句话说，电源本身就是时间 ...

谢谢，追问一句，一开始是以恒流充电，是当充电到0.63倍电源电压后，就开始近似为恒压串接电阻充电模式了吗？

maychang

shaorc 发表于 2024-8-29 10:01 谢谢，追问一句，一开始是以恒流充电，是当充电到0.63倍电源电压后，就开始近似为恒压串接电阻充电模式了 ...

不是这个意思。

开始时恒流充电，是因为你的三端稳压芯片内部有限流功能，输出电压达到一定数值之后自动限制输出电流，所以对充电的电路来说近似是恒流源（这只是猜测，实际情况要看该稳压芯片说明书），而输出电压是变化的。当你的电容逐渐充电，充电电流小于芯片限流值时，芯片变成恒压源。

两种状态的转换，由芯片的限流值决定，不是由【0.63倍电源电压】决定。

Pathan

首先你的负载不只是1欧姆+60uF，还有其他的IC，他们也是会消耗电流的，另外LDO是由电流限制的，不能按照理想曲线算

chunyang

LDO本身就有个电源建立时间，其输出能力也有限，等效于较大的电源内阻。想跟理论计算相符，LDO需要先上电，后面接个大电容，等大电容充足电后，用MOS管做开关接通后面的RC电路，那你就会看到跟理论计算相符的时间常数了。