【導讀】沖擊電流是指為設備接通電源后瞬間流動的、遠遠超出穩(wěn)定值的大電流。在逆變器電路等上，為電容器接通電源時會先充電，所以剛接通電源后會流動極大電流。沖擊電流是一種超出常規(guī)數(shù)十倍的電流，會對電路內(nèi)的元件或配線施加很大負載，所以會引發(fā)元件損傷或電氣干擾、功率損耗等問題。
在對氣候變化的擔憂日益加深、削減溫室效益氣體勢在必行的形勢下，太陽能發(fā)電的供電方法作為一種二氧化碳排放量少于化石燃料的清潔發(fā)電方法愈發(fā)引起廣泛關注。但是，由于可再生資源的發(fā)電會受到天氣及季節(jié)的影響，所以穩(wěn)定供電成為難以解決的課題。而蓄電池可存儲發(fā)電的電力，所以可在發(fā)電不穩(wěn)定或電力需求較高時實現(xiàn)供電的穩(wěn)定化。蓄電系統(tǒng)（ESS：Energy Storage System）為直流電源，所以充電/放電電路上都使用直流電路。在不斷實現(xiàn)高電壓化的蓄電系統(tǒng)上，直流電路的安全控制變得愈發(fā)重要。
在這些系統(tǒng)中，抑制電源接通后瞬間所生沖擊電流的沖擊電流防止電路（預充電路）和對設備內(nèi)殘留電氣進行快速放電以確保使用安全性的放電電路發(fā)揮著重要作用。
何謂沖擊電流？
沖擊電流是指為設備接通電源后瞬間流動的、遠遠超出穩(wěn)定值的大電流。在逆變器電路等上，為電容器接通電源時會先充電，所以剛接通電源后會流動極大電流。沖擊電流是一種超出常規(guī)數(shù)十倍的電流，會對電路內(nèi)的元件或配線施加很大負載，所以會引發(fā)元件損傷或電氣干擾、功率損耗等問題。
為何需要沖擊電流防止電路？
機械式繼電器廣泛用于電源開閉，主要用于確保高電壓或大電流的安全通電、開閉。繼電器一旦因過剩電氣負載而損壞，電路就無法正常發(fā)揮功能，從而可能引發(fā)火災。即使不會損壞，也會因元件的異常發(fā)熱等而可能對電解電容器等周圍元件造成惡劣影響。
近年來，隨著設備的高電壓化發(fā)展，確保電路整體安全所需的沖擊電流防止電路愈發(fā)成為電路設計上的重要因素之一。此外，沖擊電流防止電路還承擔著穩(wěn)定電路運行的重要職責。一旦產(chǎn)生沖擊電流，即會導致電路的電源電壓不穩(wěn)定，從而使電子元件的性能下降。沖擊電流防止電路可避免這樣的不穩(wěn)定狀態(tài)，還可有效發(fā)揮穩(wěn)定電路、確保正常運行的作用。
沖擊電流防止電路結構
沖擊電流防止電路是一種為了防止控制電氣負載而使用的繼電器等電子元件在接通電源時瞬間流動的大電流所致?lián)p傷而避免沖擊電流流動的電路。
接通電源時（電容器中充滿電為止）
在需要向逆變器電路等電容器充電的電路上，剛接通電源后會流動大電流（沖擊電流）。因此，為了防止這種電流所致電路損傷，需另行設置編入了沖擊電流防止電阻（預充電阻）的電流路徑（旁通電路)，以便使電流在電容器充滿電前流入沖擊電流防止電阻。
這種沖擊電流防止電阻在防止大電流流動時，無需繼電器本身具有耐沖擊電流性能。
雖然允許電流也會根據(jù)電路結構而異，但一般可使用10～20A電流的繼電器。
電容器中充滿電后
在電氣已存儲于電容器、電流變得足夠小時，將電流流動路徑切換為主電路。
何謂放電電路？
為何需要放電電路？
逆變器電路等上的放電電路是指使存儲于電容器的電氣進行放電的電路。即使切斷電源，由于電氣已存儲于電容器內(nèi)，所以直接接觸連接器部將會導致觸電。
在蓄電系統(tǒng)中，如果放電時間超過1.0秒，則有義務粘貼記載了電壓下降至安全等級所需時間的警告標簽。（JIS C4412-1）
要想確保安全使用，對電路內(nèi)電氣進行放電所需的電路不可或缺。
放電電路結構
放電電路通過向放電電阻流入電氣，將電氣轉換為熱能進行放電。由于在放電電路上也編入了與沖擊電流防止電路相同的電阻，所以繼電器本身無需流動大電流。’
歐姆龍的哪些繼電器適用于沖擊電流防止電路/放電電路？
如上所述，沖擊電流防止電路上編入了電阻，可防止沖擊電流本身的流動，所以無需繼電器本身具有耐沖擊電流性能。
例如：在CHAdeMO協(xié)議會上統(tǒng)一的、最大可使用90kW直流的快速充電方法中，規(guī)定連接車輛接觸器時流入充電連接器電源線的電流應在20A以下。
基于上述條件、適用于上圖所示繼電器①③的歐姆龍繼電器產(chǎn)品陣容如下所示。在極為注重安全的電路上，您是否要考慮一下使用追求質(zhì)量的歐姆龍大容量繼電器呢？
用于歐姆龍的沖擊電流防止電路/放電電路的大容量繼電器產(chǎn)品陣容
歐姆龍通過豐富的產(chǎn)品陣容提供適用于客戶應用的繼電器。
通過計算公式輕松計算！
選擇適用于應用的繼電器
使用能夠承受多大電流和電壓的繼電器比較好，取決于客戶希望在接通電源后以多快的速度完成電容器的預充電（充電），也就是希望以多快的速度使設備進入運行狀態(tài)。要想盡快進行預充電，則需要能夠承受較大電流的繼電器。
要求繼電器在特定時間內(nèi)完成預充電的電流值通過以下計算即可輕松算出。
以下圖所示RC串聯(lián)電路（以串聯(lián)方式連接電阻與電容器的電路）為例進行說明。
開啟繼電器前，將存儲于電容器中的電量Q[C]視為零。
如上所述，接通電源后所生大電流是電容器充滿電前的過渡現(xiàn)象(非穩(wěn)定狀態(tài))。隨著時間變化流入電路的電流會逐漸變小至一定數(shù)值。
電流I[t]可通過以下公式進行計算。
在電阻以串聯(lián)方式連接的電路上，電壓將被分壓為電容器和電阻的電壓。
E（電源電壓）＝EC+ER
電容器電壓EC可通過以下公式進行計算。
電容器電壓從0開始，電氣存儲于電容器內(nèi)，在完成預充電后，電壓即會變?yōu)殡娫措妷篍。
相反，電阻電壓從電源電壓E開始，電流在電容器完成充電后就不會再流動，電阻電壓變?yōu)?。
使用①和②的公式，預充電(充電)所需時間與電容器電源/電壓的關系如下所示。
＜電路條件＞
電容器容量：C[uF]=5000uF
充電電阻：R[Ω]=47Ω
電源電壓：設置為E[V]＝300V時
應使電容器電壓盡量接近電源電壓，否則將會產(chǎn)生較大的沖擊電流。在上圖所示的電路條件下，由于電源電壓為E[V]＝300V，所以需將電容器電壓接近300V的數(shù)值設置為預充電結束的電壓值。
例如：將充電結束的電壓值設置為295V。如果選擇1秒即可使Ec[V]達到295V的電阻(R[Ω]= 47Ω)，則使用公式①，最大電流I[max]為6.4V。
也就是說，想要1秒結束預充電、并切換為無電阻的主電路時，選擇可進行10A通電的繼電器。請根據(jù)用戶的設計選擇適用的繼電器。
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