電容充放電時間常數RC計算分享-KIA MOS管

電容充放電時間常數RC計算方法

先回顧下電容的充放電時間計算公式，假設有電源Vu通過電阻R給電容C充電，Vo為電容上的初始電壓值，Vu為電容充滿電后的電壓值，Vt為任意時刻t時電容上的電壓值，那么便可以得到如下的計算公式：

Vt = Vo + (Vu – Vo) * [1 – exp( -t/RC)] 注：exp（a）= e^a

如果電容上的初始電壓為0，則公式可以簡化為：

Vt = Vu * [1 – exp( -t/RC)] （充電公式）

由上述公式可知，因為指數值只可能無限接近于0，但永遠不會等于0，所以電容電量要完全充滿，需要無窮大的時間。

當t = RC時，Vt = 0.63Vu；

當t = 2RC時，Vt = 0.86Vu；

當t = 3RC時，Vt = 0.95Vu；

當t = 4RC時，Vt = 0.98Vu；

當t = 5RC時，Vt = 0.99Vu；

可見，經過3~5個RC后，充電過程基本結束。當電容充滿電后，將電源Vu短路，電容C會通過R放電，則任意時刻t，電容上的電壓為：

Vt = Vu * exp( -t/RC) （放電公式）

對于電路時間常數RC的計算，可以歸納為以下幾點：

1).如果RC電路中的電源是電壓源形式，先把電源“短路”而保留其串聯內阻；

2).把去掉電源后的電路簡化成一個等效電阻R和等效電容C串聯的RC放電回路，等效電阻R和等效電容C的乘積就是電路的時間常數；

3).如果電路使用的是電流源形式，應把電流源開路而保留它的并聯內阻，再按簡化電路的方法求出時間常數；

4).計算時間常數應注意各個參數的單位，當電阻的單位是“歐姆”，電容的單位是“法拉”時，乘得的時間常數單位才是“秒”。

對于在高頻工作下的RC電路，由于寄生參數的影響，很難根據電路中各元器件的標稱值來計算出時間常數RC，這時，我們可以根據電容的充放電特性來通過曲線方法計算，電容充電時，經過一個時間常數RC時，電容上的電壓等于充電電源電壓的0.63倍，放電時，經過一個時間常數RC時，電容上的電壓下降到電源電壓的0.37倍。

電容充放電時間常數RC計算方法

電容充放電 RC