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一文详解RC充电电路计算方法

硬件那点事儿 来源:硬件那点事儿 作者:硬件那点事儿 2022-05-17 08:51 次阅读

当我们拿到一个RC充电电路,如何去分析它呢?接下来我们就通过实际的例子来讲解一下,首先我们需要分析的问题点如下。

a.) 确定达到第一个RC时间常数需要的时间;

b.) 确定电路的建立时间;

c.) 确定电路的上升时间;

d.) 确定流经电阻R的峰值电流是多少;

e.) 确定在5个时间常数下,电阻R上的电压是多少;

f.) 确定在10毫秒时,流经电容C的电流是多少;

g.) C的值应该是多少才能在20毫秒内使得C上的电压达到最终电压水平;

pYYBAGKC7qiAQhiWAAA3-t-YmcM241.png

接下来我们就一一解答上面的问题:

a) 时间常数=RC=(1k) (10u) = 10ms;

b)电路将在五个RC时间常数处达到稳定状态,因此电路的建立时间为:

5RC= (5) *(10 毫秒) = 50 毫秒;

c)实际上,电路的最大上升时间等于其建立时间。不过在实际应用中,上升时间等于从上升波形的稳态电平的10% 到 90%所经历的时间。在上升波形的10% 处,输出电平已经是输入电压的 10%。(当电容器完全充满电时,输出电平等于输入,因为此时电容的容抗非常高,接近开路,之所以说接近开路是因为电容又漏电流。) 我们可以得到电压达到10%的时间为:

poYBAGKC8EKAUaQjAAB0tTCPZZA549.png

电压达到90%的时间为:

pYYBAGKC8HqAZquuAAB4Akl_qws359.png

电路的上升时间为:

poYBAGKC8KOAPQvEAABl65U5vVo510.png

d) 电阻R经历的峰值电流发生在电容C为零电荷时(初始上电)。当电容电压为零时,电阻R两端的电压最大,因此:

pYYBAGKC8QSAD8yuAAAljjBbk88489.png

e) 电阻R在5个时间常数下的电压为:

pYYBAGKC8SeALJFrAABE1f86sAk560.png
审核编辑:汤梓红

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