均壓制動電阻的選擇及應用案例

      當兩個電容串聯時，電壓的分配很少使用制動電阻。在使用均壓制動電阻作為電壓放電以前，應考慮到使用均壓制動電阻通常會增加系統的可靠性，因為使用均壓制動電阻可降低電容周圍的溫度，除去比電容可靠性低的元器件就意味著保護。作為替代，使用相同生產的一批電容以確保相同的漏電流或使用更高的額定電壓以允許不同生產商的電容電壓的不均衡。確保串聯的電容有相同的熱的環境。
   
      一、均壓制動電阻的選擇需要注意以下四點：
      1、阻值越小，均壓性能越好，但功耗增大，需選用大功率電阻。
   
      2、多個電容器并聯后再串聯時，上下臂的漏電流誤差已不太大，電阻的均壓功能已不明顯，主要功能是放電，故可以選用大阻值電阻。
  
      3、因電容上電初期漏電流較大，即使有均壓制動電阻，電壓誤差也可能會超出要求，這時可以上電5分鐘后再測試電壓。

      4、電容器串聯時影響均壓的因素主要是：電容器漏電流有差別，即兩極間等效直流電阻有差別。比如允許的串聯壓差、鋁電容電壓降額、模塊功耗、均壓電阻阻值誤差。

     二、均壓制動電阻應用分析
     1、應用電路案例如下圖

     總的直流電壓：700V
     選用電容：400V4700uF
     要求C1、C2電壓誤差<20V

     2、不加均壓制動電阻時的電壓誤差
    400V4700uF電容，漏電流標準是：0.03CV or 5mA，兩者取較小值，計算結果為5mA。400V4700uF電容實際漏電流沒有這么大，5分鐘讀數，通常測試值為0.5mA左右，因不同電容器的漏電流有很大的誤差，現將C1，C2的漏電流假設為： C1，0.4mA；C2，0.6mA 兩者誤差50％，屬于誤差比較大的情況。

      2.1 計算等效直流電阻值：
      C1      R1=400V/0.4mA=1MΩ
      C2      R2=400V/0.6mA=0.67MΩ
  
      2.2計算出每個電容器的電壓：

      得： V1=420V；V2=280V  
      兩個電容器的電壓差＝420－280＝140V，壓差還是很大的，電壓高的一個電容已超過了電容器的額定工作電壓。

      3、根據電容器電壓誤差<20V要求，選用均壓制動電阻（暫不考慮阻值誤差）

      用R1=1MΩ ；R2=0.67 MΩ代入得：
      r＝ 0.133MΩ=133KΩ             

     4、 考慮均壓制動電阻阻值誤差，r選用阻值
      均壓制動電阻一般都選用大功率的水泥電阻，阻值誤差為5％，考慮通常狀況下阻值的分布狀況，設定：r1＝1.05 r2    
     
       用R1=1MΩ ；R2=0.67 MΩ；r1＝1.05 r2  代入得：
       r2＝ 0.019MΩ=19KΩ 
      所以 r阻值可取 20 KΩ左右值。

      5、計算均壓制動電阻、電容功耗
      兩個電阻器的功耗：

      如果400V4700uF電容工作時通過紋波電流為30A，它的ESR典型值為15mΩ，每個電容器的耗散功率為  

      兩個電容器的功耗為27W.可見均壓電阻的功耗還是很大的，如果選用20KΩ左右的電阻，功耗就和一個電容器的相當。實際上這種應用條件下選用的均壓制動電阻為51KΩ/4W的，每個電阻的功耗約為2.5。選用這個阻值的電阻，如果電容的漏電流誤差小于25％，比如，一個漏電流是0.4mA，另一個是0.5mA，均壓制動電阻的阻值誤差為3％，那么計算下來的兩個電容器的電壓分別為：343V 和357V，電壓誤差還是小于20V的。這說明均壓制動電阻的應用是非常有效果的。