黑金刚铝电解电容器使用高峰电流抑制电路

 

在使用Nippon Chemi-Con（黑金刚）铝电解电容器时，都会有一个使用注意事项：当高峰电流值超过20A是，为了保持可靠性，建议使用保护电路。本文章推荐一种抑制高峰电流的电路。

平时什么时候容易出现这种高峰电流？不知道大家有没有这么一种印象，调试的时候经常需要给板子插拔电，在插入适配器的时候有时候会打火花。这是因为很多设计都会在电源输入端放几个大电容进行电源滤波，若设计中有功放电路，更是如此，放置更多的大电容，所以插入适配器的时候，适配器就会给这些电容进行充电，这个充电电流是非常大的，高峰电流就在这个时刻出现了，夸张地说无异于电源和地短路。另外一个例子就是一些家用功放机若没有配合特定的电源使用，开关机的时候会导致家里的电灯闪烁。

以下是一个模拟开关机时候的仿真电路，其中R3模拟的是自恢复保险丝，其阻值取自恢复保险丝的直流电阻；R1是电容的ESR；负载R2取6欧，让电路的工作电流是2A；电流探测器输出电压与电流的比例1:1，也就是示波器上看到的波形多少伏特就表示多少安培。

波形是拨动开关S1时候，测量出来的电容C1的充电电流波形。从仿真波形可以看到，高峰电路是143.6A，远超使用注意事项提到的20A。波形上看，仿真波形与浪涌测试的波形非常相似，不过仿真波形的上升时间和保持时间更长。

下面介绍一种抑制这种高峰电流的电路，设计如图5所示，在图2的基础上，增加一个缓启动电路，C2通过R4充电，到达一定电压的时候打开Q2，进而打开Q1。由于Q1不是瞬间打开的，它是由截止态逐渐过渡到开关状态的，过程相当于一个可调电阻，从而让电流逐渐增大。

波形是拨动开关S1时候，测量出来的电容C1的充电电流波形。从仿真波形可以看到，高峰电流是10.2A，显著下降，低于使用注意事项提到的20A。