均压制动电阻的选择及应用案例

      当两个电容串联时，电压的分配很少使用制动电阻。在使用均压制动电阻作为电压放电以前，应考虑到使用均压制动电阻通常会增加系统的可靠性，因为使用均压制动电阻可降低电容周围的温度，除去比电容可靠性低的元器件就意味着保护。作为替代，使用相同生产的一批电容以确保相同的漏电流或使用更高的额定电压以允许不同生产商的电容电压的不均衡。确保串联的电容有相同的热的环境。
   
      一、均压制动电阻的选择需要注意以下四点：
      1、阻值越小，均压性能越好，但功耗增大，需选用大功率电阻。
   
      2、多个电容器并联后再串联时，上下臂的漏电流误差已不太大，电阻的均压功能已不明显，主要功能是放电，故可以选用大阻值电阻。
  
      3、因电容上电初期漏电流较大，即使有均压制动电阻，电压误差也可能会超出要求，这时可以上电5分钟后再测试电压。

      4、电容器串联时影响均压的因素主要是：电容器漏电流有差别，即两极间等效直流电阻有差别。比如允许的串联压差、铝电容电压降额、模块功耗、均压电阻阻值误差。

     二、均压制动电阻应用分析
     1、应用电路案例如下图

     总的直流电压：700V
     选用电容：400V4700uF
     要求C1、C2电压误差<20V

     2、不加均压制动电阻时的电压误差
    400V4700uF电容，漏电流标准是：0.03CV or 5mA，两者取较小值，计算结果为5mA。400V4700uF电容实际漏电流没有这么大，5分钟读数，通常测试值为0.5mA左右，因不同电容器的漏电流有很大的误差，现将C1，C2的漏电流假设为： C1，0.4mA；C2，0.6mA 两者误差50％，属于误差比较大的情况。

      2.1 计算等效直流电阻值：
      C1      R1=400V/0.4mA=1MΩ
      C2      R2=400V/0.6mA=0.67MΩ
  
      2.2计算出每个电容器的电压：

      得： V1=420V；V2=280V  
      两个电容器的电压差＝420－280＝140V，压差还是很大的，电压高的一个电容已超过了电容器的额定工作电压。

      3、根据电容器电压误差<20V要求，选用均压制动电阻（暂不考虑阻值误差）

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

     4、 考虑均压制动电阻阻值误差，r选用阻值
      均压制动电阻一般都选用大功率的水泥电阻，阻值误差为5％，考虑通常状况下阻值的分布状况，设定：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、计算均压制动电阻、电容功耗
      两个电阻器的功耗：

      如果400V4700uF电容工作时通过纹波电流为30A，它的ESR典型值为15mΩ，每个电容器的耗散功率为  

      两个电容器的功耗为27W.可见均压电阻的功耗还是很大的，如果选用20KΩ左右的电阻，功耗就和一个电容器的相当。实际上这种应用条件下选用的均压制动电阻为51KΩ/4W的，每个电阻的功耗约为2.5。选用这个阻值的电阻，如果电容的漏电流误差小于25％，比如，一个漏电流是0.4mA，另一个是0.5mA，均压制动电阻的阻值误差为3％，那么计算下来的两个电容器的电压分别为：343V 和357V，电压误差还是小于20V的。这说明均压制动电阻的应用是非常有效果的。