Меню

Ограничение тока при включении блока питания

Использование термисторов для ограничения бросков тока в источниках питания

Часто в различных источниках питания возникает задача ограничить стартовый бросок тока при включении. Причины могут быть разные – быстрый износ контактов реле или выключателей, сокращение срока службы конденсаторов фильтра итд. Такая задача недавно возникла и у меня. В компьютере я использую неплохой серверный блок питания, но за счет неудачной реализации секции дежурного режима, происходит сильный ее перегрев при отключении основного питания. Из-за этой проблемы уже 2 раза пришлось ремонтировать плату дежурного режима и менять часть электролитов, находящихся рядом с ней. Решение было простое – выключать блок питания из розетки. Но оно имело ряд минусов – при включении происходил сильный бросок тока через высоковольтный конденсатор, что могло вывести его из строя, кроме того, уже через 2 недели начала обгорать вилка питания блока. Решено было сделать ограничитель бросков тока. Параллельно с этой задачей, у меня была подобная задача и для мощных аудио усилителей. Проблемы в усилителях те же самые – обгорание контактов выключателя, бросок тока через диоды моста и электролиты фильтра. В интернете можно найти достаточно много схем ограничителей бросков тока. Но для конкретной задачи они могут иметь ряд недостатков – необходимость пересчета элементов схемы для нужного тока; для мощных потребителей – подбор силовых элементов, обеспечивающих необходимые параметры для расчетной выделяемой мощности. Кроме того, иногда нужно обеспечить минимальный стартовый ток для подключаемого устройства, из-за чего сложность такой схемы возрастает. Для решения этой задачи есть простое и надежное решение – термисторы.

Термистор
Рис.1 Термистор

Термистор – это полупроводниковый резистор, сопротивление которого резко изменяется при нагреве. Для наших целей нужны термисторы с отрицательным температурным коэффициентом – NTC термисторы. При протекании тока через NTC термистор он нагревается и его сопротивление падает.

ТКС термистора
Рис.2 ТКС термистора

Нас интересуют следующие параметры термистора:

Сопротивление при 25˚С

Максимальный установившийся ток

Оба параметра есть в документации на конкретные термисторы. По первому параметру мы можем определить минимальный ток, который пройдет через сопротивление нагрузки при подключении ее через термистор. Второй параметр определяется максимальной рассеиваемой мощностью термистора и мощность нагрузки должна быть такой, что бы средний ток через термистор не превысил это значение. Для надежной работы термистора нужно брать значение этого тока меньшее на 20 процентов от параметра, указанного в документации. Казалось бы, что проще – подобрать нужный термистор и собрать устройство. Но нужно учитывать некоторые моменты:

  1. Термистор достаточно долго остывает. Если выключить устройство и сразу включить опять, то термистор будет иметь низкое сопротивление и не выполнит свою защитную функцию.
  2. Нельзя соединять термисторы параллельно для увеличения тока – из-за разброса параметров ток через них будет сильно различаться. Но вполне можно соединять нужное к-во термисторов последовательно.
  3. При работе происходит сильный нагрев термистора. Греются также элементы рядом с ним.
  4. Максимальный установившийся ток через термистор должен ограничиваться его максимальной мощностью. Этот параметр указан в документации. Но если термистор используется для ограничения коротких бросков тока (например, при первоначальном включении блока питания и зарядке конденсатора фильтра), то импульсный ток может быть больше. Тогда выбор термистора ограничен его максимальной импульсной мощностью.
Читайте также:  Цифровые вольтметры амперметры переменного тока

Энергия заряженного конденсатора определяется формулой:

E = (C*Vpeak²)/2

где E – энергия в джоулях, C – емкость конденсатора фильтра, Vpeak – максимальное напряжение, до которого зарядится конденсатор фильтра (для наших сетей можно взять значение 250В*√2 = 353В).

Если в документации указана максимальная импульсная мощность, то исходя из этого параметра можно подобрать термистор. Но, как правило, этот параметр не указан. Тогда максимальную емкость, которую безопасно можно зарядить термистором, можно прикинуть по уже рассчитанным таблицам для термисторов стандартных серий.

Я взял таблицу с параметрами термисторов NTC фирмы Joyin. В таблице указаны:

Rном — номинальное сопротивление термистора при температуре 25°С

Iмакс — максимальный ток через термистор (максимальный установившийся ток)

Смакс — максимальная емкость в тестовой схеме, которую разряжают на термистор без его повреждения (тестовое напряжение 350v)

Как проводится тестовое испытание, можно посмотреть тут на седьмой странице.

Несколько слов о параметре Смакс – в документации показано, что в тестовой схеме конденсатор разряжается через термистор и ограничительный резистор, на котором выделяется дополнительная энергия. Поэтому максимальная безопасная емкость, которую сможет зарядить термистор без такого сопротивления, будет меньше. Я поискал информацию в зарубежных тематических форумах и посмотрел типовые схемы с ограничителями в виде термисторов, на которые приведены данные. Исходя из этой информации, можно взять коэффициент для Смакс в реальной схеме 0.65, на который умножить данные из таблицы.

Источник

Лабораторный импульсный блок питания. Часть 6. Защита ИБП и регуляторы тока нагрузки

Ограничение выходного тока импульсного блока питания необходимо прежде всего для защиты испытуемой схемы. Установленный выходной ток не должен быть выше расчетного максимального тока потребления проверяемой (отлаживаемой) схемы.
Лишь в этом случае имеем гарантию «выживания» компонентов схемы в случае нештатного режима (ошибки в монтаже и т. п.). При этом практически отсутствует вероятность повреждения и самого ЛБП.

Защита от КЗ выхода самого ЛБП не подразумевает защиту нагрузки, но шансы на выживание самого ЛБП значительно возрастают в этом случае. Каждый конструктор волен выбирать способы и приоритеты защиты, учитывая возрастающую сложность схемы и её удорожание при использовании дополнительных компонентов.

Приведенные ниже способы защиты и регулировки выходного тока ЛБП — классические, основанные на использование обычных резистивных датчиков тока, с привязкой, однако к схемам и применяемым компонентам, описанным в нашей серии статей.

Напряжение, снимаемое усилителем ошибки (ОУ) ШИР, выполненного на микросхеме DA1 (pin16), с резистора R4, служащего датчиком тока, протекающего через открытый канал ключа на транзиторе VT2, сравнивнивается с частью опорного напряжения, заданного переменным резистором Р1, на инверсном входе этого же ОУ (pin15). В случае превышения уровня напряжения на pin16 над уровнем напряжения на pin15, подача импульсов на затвор транзистора силового ключа прекращается, выход ЛБП обесточивается.
Схема 12 б так же контролирует значение тока по минусовой цепи питания, но силовой ключ коммутирует плюсовую шину питания.

Читайте также:  Электросеть переменного тока с переменной частотой

На схеме 12в, г показан один и тот же вариант защиты линейного стабилизатора, работающего в связке с импульсным ключом.

Здесь ограничение тока обусловленно сложением падения напряжения на резисторе R1 токового датчика с падением напряжения на резисторе R2, входящего в состав задающего делителя R2/P1. Чем больший ток будет протекать через токовый датчик, тем большее падение напряжения будет происходить на R2. При этом выходное напряжение на выходе стабилизатора будет снижаться, ограничивая выходной ток ЛБП. Для коммутации токовых диапазонов необходимо применение, в качестве переключаемых датчиков тока, резисторов различных номиналов.

На схеме 12д плавная регулировка тока производится с помощью компаратора, сравнивающего падение напряжения на датчике с частью опорного напряжения.

Защита от КЗ силового «минусового» ключа, с использованием микросхем серии 38ХХ, показана на схеме 12ж.

Схема 12е для работы с «плюсовым» ключом.

Для импульсного ЛБП на таймере, можно применить схемы защиты от КЗ, показанные на схемах 12з, и. На 12з для защиты использован вход reset (pin4) таймера и дополнительный биполярный транзистор, ожидающий тока в базе от падения напряжения на токовом датчике R5.

На схеме 12е защита выполнена на операционном усилителе и дополнительном полевом транзисторе VT2, включенным параллельно «управляющему» транзистору VT1.

В заключение, пожалуй, не будет лишним предупреждение о том, что токоведущие части, имеющие непосредственное соединение с электрической сетью, опасны. Будьте внимательны и при монтаже компонентов, имеющих тенденцию взрываться при неправильном включении.

Возможно, кому-то описание схем покажется неполным, но этот пробел можно устранить в комментариях, так же как и исправить возможные ошибки, допущенные в статье.

Буду благодарен предложениям по улучшению/модификации приведенных схем, отзывам и описаниям применения схем для режимов работы, не предусмотренных в статье.

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌻 Купон до 1000₽ для новичка на Aliexpress

Никогда не затаривался у китайцев? Пришло время начать!
Камрад, регистрируйся на Али по нашей ссылке. Ты получишь скидочный купон на первый заказ. Не тяни, условия акции меняются.

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Куплено и опробовано читателями или в лаборатории редакции.

Источник



Ограничение пусковых токов блока питания- экономия на монтаже светодиодного освещения

Светодиодные блоки питания имеют очень высокие пусковые токи. Для того чтобы увеличить количество импульсных источников питания на один автоматический выключатель необходимо ограничение пусковых токов, использовать ограничитель броска тока.

Пусковой ток драйвера многократно превышает номинальный, поэтому срабатывает автоматический выключатель (иначе говоря, выбивает автомат), контакты свариваются, проводка греется. Решение — ограничение пусковых токов ESB.

ESB-Universal16

Электронный ограничитель пускового тока блока питания является идеальным решением для эффективного снижения затрат на монтаж светодиодного освещения. Благодаря точному ограничению пусковых токов, на каждом автоматическом выключателе может работать большее количество блоков питания светодиодных ламп и лент. Низкое значение тока позволяет использовать провода с меньшим сечением и меньше выключателей. Стоимость установки снижается на 70% по сравнению с обычными установками.

Читайте также:  Какое действие тока позволяет покрывать золотом ювелирные изделия физика 8 класс

Устройство подключается между сетевым выключателем / контактором и нагрузкой. Используется для индуктивных и емкостных нагрузок. В момент включения пусковой ток ограничен в течение определенного времени, независимо от фактического значения пускового тока.

Выбрать ограничитель тока светодиодного драйвера Camtec ESB несложно.

Доступны две основные модели ограничителей пускового тока блока питания Camtec ESB. Стандартная версия (ESB-UNIVERSAL, ограничение пикового тока на уровне 48A) идеально подходит для обычных источников света или сетевого выключателя. Для цепей с реле / контакторами или коммутаторами (KNX / EIB-bus) мы рекомендуем ESB 16 (ограничение пикового тока на уровне 16A), он сохранит контакты переключения и обеспечить длительный срок службы.

Источник

Ограничение тока при включении блока питания

_________________
Нет таких вещей, которые нельзя было бы доказать, но есть люди, которым ничего нельзя доказать.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет — любой!

Зарегистрируйтесь и получите два купона по 5$ каждый:https://jlcpcb.com/cwc

_________________
Глобализму — нет.
Глобализация — это смерть суверенных народов.
Независимым может считаться только то государство, против которого разносчики дерьмократии и их холопы ввели санкции.

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

попробуй обычную лампу накаливания на 220В 95вт, с ней хоть на кз работай, это из простых решений.

если нужно что то не так кое габаритное можно сделать step-down конвертор с входням напряжением на 400в и заряжать банки постоянным током. пото ключиком реле или тиристором опят же выкротить вх-вых что бы кпд не падало.

_________________
Remember Who the Real Enemy is

Компания «Компэл» и Analog Devices приглашают всех желающих 27/04/2021 принять участие в вебинаре, посвященном решениям Analog Devices для гальванической изоляции. В программе вебинара: технологии гальванической изоляции iCoupler, цифровые изоляторы, технология isoPower, гальванически изолированные интерфейсы (RS-485, CAN, USB, I2C, LVDS) и другое. Вебинар будет интересен разработчикам промышленной автоматики и медицинской техники.

_________________
Хоть оптика и увеличивает изображения но, глядя через оптический прицел, все проблемы мельчают.

Широкий ассортимент винтовых клеммников Degson включает в себя различные вариации с шагом выводов от 2,54 до 15 мм, с числом ярусов от одного до трёх и углами подключения проводника 45°, 90°, 180°. К тому же Degson предлагает довольно большой выбор клеммных винтовых колодок кастомизированных цветов.

Источник