为何有感电容接通电源瞬间会产生高于电源的电压

天涯海角sr · 发表于2016-12-18 22:17

为何有感电容接通电源瞬间会产生高于电源的电压 [复制链接]

如图所示，3000V直流电源，A、B两点接示波器，电容C1为有感电容，S闭合瞬间会产生高于3000V的电压，大约4300V，这是为什么呢？
通常，感性负载只有在断开瞬间才会产生高于电源的电压（反向），而闭合时产生的电动势应该是小于电源电压的（正向）。

PowerAnts · 发表于2016-12-18 23:29

谐振, 峰值为平均值(输入电压)的根号2倍你要串个二极管, 电容上的直流电压最高就是这个电压, 条件是C上初始电压为0

maychang · 发表于2016-12-19 06:43

开始我也认为是电容和电感构成谐振回路导致开关闭合时产生尖峰脉冲。但这样的模型会带来矛盾。

maychang · 发表于2016-12-19 06:51

按照楼主所说，使用的直流电源应该是接近理想的电压源。
矛盾在于：如果直流电源是接近理想的电压源，那么A、B两点之间电压超过直流电源输出电压时，电流将“倒灌”，当然能量也倒灌。这样，A、B两点之间电压不可能超过直流电源输出电压。
所以，该直流电源不可能是接近理想的电压源。
不允许电流“倒灌”的直流电源，显然是非线性的。有一种可能是电源中串联了二极管(也可以是接成桥式的四支二极管)，而且二极管之后没有较大电容。这样，电流就不会“倒灌”。

不过，现实中遇到这样的电源，可能性非常非常小，可以排除。

maychang · 发表于2016-12-19 06:59

另外一种可能，是开关接触点发生跳动，即：接通－>断开－>接通。发生跳动是因为接触点的弹性。
再假定电路中存在比较大的分布电感，例如使用了较长的联接导线。分布电感图中标注为Lx。

如果开关K是“接通－>断开－>接通”这样动作的，那么再添上电感Lx，可以解释尖峰产生。开关K接通，直流电源向电容C充电，此时分布电感Lx会流过较大电流。开关K又断开，分布电感Lx的自感电动势叠加在直流电源输出电压上，造成尖峰。然后开关K又接通，电压保持稳定。

maychang · 发表于2016-12-19 07:06

另外，楼主的示波器是接在A、B两点，还是接在电容两端？
接在A、B两点之间，示波器上波形应该是水平直线上有一个尖峰。
接在电容两端，示波器上波形应该是个“台阶”，尖峰位于台阶前沿。

普通示波器是不可能测量3kV甚至5kV电压的。楼主必定使用了高压探头。如果探头和地线夹是接在电容两端，那么还有一种可能性：示波器探头的频率响应在高频段强而在较低频段弱。

maychang · 发表于2016-12-19 07:09