代入圖(三) Pspice 模擬的零件值;
R
=100 、C
=3.3×10−6、V
=10 、t
=0,求電容充電開始的電壓。得到
( 1 . 7 ms ) 0 . 1
1003.3100 . 1 5 . 79 10
30 . 000579 0 ( A )
.PROBE V(0,2) V(R1) .END
*輸出描述
*程式結束
模擬結果如下圖(十三)所示。電容的電壓從
95 %
要充到100 %
所要耗去的時間,比從0 %
充到95 %
還要更長。充電電流在充電瞬間最高,然後逐漸衰減;這是造成充電時間拉長的主要原因。圖(十五).Pspice 模擬的結果
以實用性而言,充電電池的充電越快越好,而充電電池的充電特性,與電容的充電特性相似。
接下來提出幾個方法提高充電速率。
圖(十五)電容從
0V
充電至10V
需要1 0s
,若降低電容量則可達到提高充電速率,將電容C1
改 為5000μ F
模擬結果如下圖(十六)所示。但是降低電容量,很快就會沒電,需要再度充電,這個方 法並不好。V(R1) V(0,2)
圖(十六).Pspice 模擬降低電容量的結果
Ω
之後,充電速率提高,電容量也減少。但是高電流通常是破壞電子零件的主因;容易過熱造成危 安因素,若採用耐高電流的材質;成本就提高了。這個方法也有缺陷。
V(R1) V(0,2)
圖(十七).Pspice 模擬提高充電電流的結果
第三個方法,針對最耗費充電時間的區段做改善,在充電達到電容量的
90 %
時提高充電電 壓,以增加充電電流;使充電速度加快。Vi 從0s
到3 .6s
為10V
;3.6s
到4.15s
為12V
;4.15s
到1 0s
為10V
,程式如下:*RC R1 1 0 150 C1 0 2 10000uF
Vi 1 2 PWL(0 0 0.00001 10 3.6 10 3.60001 12 4.15 12 4.15001 10 10 10) .TRAN 0 10s 0
.PROBE V(0,2) V(1,2) .END
*題行
*元件描述及電路描述
*元件描述及電路描述
*電源
*暫態分析
*輸出描述
*程式結束 Vi 的電壓變化如下圖(十六)所示。
圖(十六).Pspice 模擬 Vi 的變化
得到的結果如下圖(十七)所示。充電的速率提高了
50 %
以上,而且不會破壞電子零件,但是 對 Vi 的輸出電壓作控制,這需要額外的電路設計,而且精確度和可靠度都要高,才不會對電容 造成破壞,也就是說充電器必須要有複雜的電路設計。
V(R1) V(0,2)
圖(十七).Pspice 模擬 Vi 變化的充電結果
電容在汽車音響改裝上也扮演不可或缺的腳色,尤其是在行李箱裝上重低音喇叭的台客車,
定會見到電容器,如下圖(十八)所示。圓柱型有點像小型滅火器的就是1F的電容器。
圖(十八).汽車音響改裝所加上的電容
擴大機必須有足夠的電流,穩定的工作電壓才能完全發揮效果,擴大機安裝位置距電瓶很 遠,而且電瓶的內阻大,當某一段音樂,例如很強烈的低音鼓,擴大機必須在很短時間內,提供 大量電流時,電瓶無法滿足擴大機的需求,表現出來的低音,速度感、精確度等都不夠,一般每 300 瓦的系統,適用1F電容,電容本身幾乎沒有阻抗,充放電速度很快,正好彌補電瓶的缺點。
當然若所播放的音樂不強烈,其實電容的功能幾乎是零。但是汽車音響改裝存在的理由就是
動喇叭;此電流就是從電容中放出來的放電電流。當音樂是連續的搖頭樂時,將會需要更多的大 電流。此時單一個電容已經不敷使用,需要並連兩三個增加電容量;增加放電電流。
音響中低音的頻率在約
40
Hz左右,更改圖(三)的電路元件值;R 為
1100 Ω
,電容C1
為10μ F
, Vi 為0 ~ 70V
頻率為40
Hz的方波,觀察放電的輸出電流。程式碼如下所示:*RC R1 1 0 100 C1 0 2 10uF
Vi 1 2 PULSE(0 70 0 0 0 25mS 50mS) .TRAN 0 100ms 0
.PROBE I(R1) .END
*題行
*元件描述及電路描述
*元件描述及電路描述
*電源
*暫態分析
*輸出描述
*程式結束 模擬結果如下圖(十九)所示。
圖(十九).Pspice 模擬電容放電電流
並聯兩個電容與三個電容,模擬結果如下圖(二十)所示。
圖(二十).Pspice 模擬並聯電容放電電流
由上圖可知,並聯的電容越多;可在瞬間提供越高的放電電流,表現出來的重低音,速度感、精 確度等可以更加的提升。