第三步,计算电容的值。白炽灯的等效电路上电容电流的衰减可以由下式给出:

(可以认为在10ms的时间后电流达到了稳态电流值,此时的浪涌电流已经下降到初始值的约63%)

图3给出了已完成参数定义的55W白炽灯泡的Pspice等效模型。

图3:白炽灯泡的Pspice等效模型(55W)。

为了验证参数定义的有效性,仿真的结果和实际的测量值也相当一致(见图4)。需要注意的是,图3只是给出了冷态下单次浪涌电流下白炽灯的等效模型(55W)。

图4:55W白炽灯Pspice等效模型的仿真结果。

以上分析了器件的物理特性和仿真,在工程实践中还需要通过器件选型来确保在浪涌电流下设计的安全。

1)计算浪涌电流下开关控制器件的温升(以BTS5020-2EKA为例):

稳态电流:

浪涌电流为:

考虑到灯泡制造中参数的离散性,还要加上约10%的设计裕量,因此在选择功率器件时要确保器件的Isc > (1+10%)Iinrush。从BTS5020-2EKA的数据表中查出Isc = 50A。计算出的值为50.38A,由于是在极限的情况下超出边界值,在最差情况下分析时可以认为对设计没有影响。

2)验证在浪涌电流下的功率损耗

功率损耗: