Kondansatör Kalkış Akımı

11

Bir güç kontrol devresini filtrelemeliyim ve her zamanki gibi paralel olarak çok sayıda kapasitör kullanıyorum. Bu kapasitörlerden bazıları Tantal veya Alüminyum Polimer tipleridir, dalgalanma akım değerleri 3 amper veya daha fazladır ... normal çalışmada dalgalanma akımı iyi olacaktır, ancak pil devreye ilk bağlandığında kapasitörlerin dalgalanma akımını aşan devasa bir ani akım tüketen kısa devre gibi davranır.

Bunlar hakkında endişelenmem ve kapasitörleri şarj etmek için bir tür yavaş başlatma devresi yapmam gerekiyor mu yoksa sorun değil mi?

Örnek devre:

şematik

^{bu devreyi simüle et - CircuitLab kullanılarak oluşturulan şematik}

capacitor inrush-current

— mFeinstein
kaynak

3

"Endişelenmek" oldukça geniş bir konudur. Gerçekten kaynağınızın ve yükünüzün yeteneklerine bağlıdır. Her durumda, voltaj girişinizde bir çeşit NTC kötü bir fikir olmayabilir. Ancak uygulamanın boyutu / türü hakkında daha fazla bilgiye ihtiyacımız var. Ayrıca, toplam frekans yanıtını optimize etmek için ayrı kapasitörlerimin değerlerini biraz değiştirmeyi seviyorum. Beş 2.2 uF kapak yerine bir 4.7, bir 2.2, bir 1.0 ve bir 0.1 kullanabilirim. Bunun gibi bir şey.

— scld

1

@ChrisL bu iyi bir cevap, bir tane olarak göndermelisin.

— Andy aka

Chris, bu motor kontrol uygulaması olduğu ve yüksek akım patlamaları beklendiği için bir

— NTC'ye

Bundan bir tür regülatör akışı var mı?

— Matt Young

8

Bir NTC, kapasitörlerden daha sonra geçici olarak sağlanacağı için iyi çalışmalıdır.

Ancak, burada MOSFET kapısında bir RC devresi ile yaygın olarak görülenlerden küçük bir farkla oldukça basit bir yumuşak başlatma devresi - NPN'nin yayıcısına yükselme süresini daha tahmin edilebilir şekilde kontrol etmek için bazı olumsuz geri bildirimler ekledim.
Yasal Uyarı - Bu devreyi test etmedim, sadece SPICE'de hızla atıldım, umarım aptalca bir şey kaçırmadım. Açıkçası değerleri sizin amaçlarınıza uyacak şekilde değiştirebilirsiniz.

resim açıklamasını buraya girin

DÜZENLEME - MOSFET parça numarası bir öneri değildir (teşekkürler Zebonaut) sadece rastgele bir SPICE bölümüdür. Devre gereksinimleri için uygun bir parça seçtiğinizden emin olun. NPN herhangi bir genel amaçlı kısım olabilir (2N3904 gibi)

Simülasyon:

resim açıklamasını buraya girin

— Oli Glaser
kaynak

2

Bu MOSFET devresi hoş ve zariftir. Ancak, MOSFET'in Güvenli Çalışma Alanını kontrol ettiğinizden emin olun (Bu durumda: fairchildsemi.com/ds/FD/FDS4559.pdf , sayfa 9). Yaklaşık bir akım ile. 15 mA (burada olduğu gibi), her şey yolunda, ancak 12 V'de 100 mA'dan fazlası zaten çok fazla. 3,5 A değerinde bir cihaz için oldukça beklenmedik! Bu, az bilinen ancak çok yaygın bir gotcha, özellikle burada olduğu gibi çalışırken değiştirilebilir (doğrusal mod) devrelerde kullanıldığında anahtarlama uygulamaları için tasarlanmış modern MOSFET'ler için. Ayrıca bakınız: electronics.stackexchange.com/a/36625/930

— zebonaut

@Oli Glaser, bu devreyi bunun gibi bir ters voltaj koruması ile birleştirebileceğinizi düşünüyor musunuz? hackaday.com/2011/12/06/reverse-voltage-protection-with-ap-fet

— mFeinstein

@mFeinstein - evet, bence iyi çalışmalı.

— Oli Glaser

@zebonaut - iyi bir nokta, aslında LTSpice'deki listeden rastgele bir FET seçtim, bu yüzden parça numarası hiç bir öneri değildi (genellikle bundan bahsetmeyi unuttum) SOA grafiği hakkında oldukça haklısın, parça hakkında iyi bir fikir edinmek için çok yararlıdır (dediğiniz gibi, birçok MOSFET akılda tutularak tasarlanmıştır ve bazılarının SOA grafiğinde DC derecesi yoktur)

— Oli Glaser

@OliGlaser Bunu sordum çünkü Hackaday'ın sunduğu devrede MOSFET ters çevrildi, böylece bu şekilde dahili diyot (simülasyonda gösterilmiyor) yanlış yönde akan herhangi bir akımı engelliyor.

— mFeinstein

3

bu uygulama notlarını da takip edin.

giriş akımı çok azsa, Endüktör akımı sınırlamayı deneyin.

Başka bir forumdaki bir gönderiden birkaç kelimeyi yeniden yazıyorum

http://www.electro-tech-online.com/general-electronics-chat/128617-how-inductor-limit-inrush-current.html

"Mümkün olan maksimum akım zirvesi Vpeak * 2 / (w * L) 'dir. Bununla birlikte, indüktör sadece ani akımı sınırlamakla kalmayacak, aynı zamanda sabit durum akımını da sınırlayacaktır, böylece değişmemesi için değeri seçmeniz gerekecektir. Bunun anlamı, normalde 5 amper çeken ancak 100 amp demeti olan bir cihazınız varsa, demeti 20 ampere veya başka bir şeye sınırlayan bir indüktör seçmeniz gerektiği anlamına gelir. demeraj süresi bittikten sonra cihaz hala normal şekilde çalışır.

Ayrıca, indüktörleri kullanırken, bir devreden aniden çıkarmamaya dikkat etmelisiniz, aksi takdirde diğer bileşenleri, hatta anahtarları patlatabilirler.

Kalkış süresi dolduktan sonra bir indüktör ve indüktörü kısa devre eden bir çeşit anahtarlama devresi kullanabilirsiniz. "

biri kondansatörlerin ESR'sine ve Diğer i = C * dV / dT'ye dayalı 2 faktör içeren yığılma akımını hesaplamaya çalışın, her ikisinin de minimum değerini alın. bakın. LDO'daki Kalkış Akımı hakkında soru

gereken maksimum akımı kontrol edin.

indüktörlü ve korumalı, düşük akım tasarımları için uygun olabilir.

— user19579
kaynak

2

Tantal kapasitörlerin maksimum tepe akım derecesi vardır ve gerçekten bunun için endişelenmelisiniz (veya daha doğrusu tasarımınızda düşünün). Tantallar, maks. voltaj veya akım derecesi sadece bir kez ve sadece kısa bir süre için ihlal edilir.

AVX, KEMET ve diğerlerinden örnek uygulama kılavuzu size muhtemelen benzer bilgiler verecektir:

1.2.4 Dalgalanmaların etkisi

Katı Tantal ve OxiCap® kapasitörlerin voltaj ve akım dalgalanmalarına dayanma yeteneği sınırlıdır. Bu, diğer tüm elektrolitik kapasitörlerle ortaktır ve dielektrik boyunca çok yüksek elektrik gerilimi altında çalışmasından kaynaklanmaktadır. Örneğin 6 voltluk bir tantal kapasitör, nominal voltajda çalıştırıldığında 167 kV / mm'lik bir Elektrik Alanına sahiptir. OxiCap® kapasitörler 167 kV / mm'den daha az elektrik alanında çalışır. [...] Katı tantal kapasitörler ve OxiCap®, negatif plaka olarak kullanılan Manganez Dioksit yarı iletken katman tarafından sağlanan kendi kendini iyileştirme özelliğine sahiptir. Ancak bu düşük empedanslı uygulamalarda sınırlıdır. Düşük empedans devrelerinde, kapasitörün akım dalgalanmalarıyla gerilmesi muhtemeldir.

Kondansatörün düşürülmesi bileşenin güvenilirliğini artırır. [...] Hızlı şarj veya deşarj olan devrelerde 1Ω / V koruyucu direnç tavsiye edilir. Bu mümkün değilse, tantal kapasitörlerde% 70'e kadar bir değer kaybı faktörü kullanılmalıdır. [...]

( Kaynak )

Ayrıca, kaynağınız ve cihazın girişi arasındaki kabloların endüktansı, giriş kapasitörleri ile birlikte bazı zil seslerine neden olabilir, bu da beklenmedik şekilde yüksek voltajlara ve maks. aşırı gerilim gerilimi . Tantal kapaklar kullanırken bir nedenden dolayı% 70 (!) Değer kaybı kullanmanız gerektiğini söylüyorlar.

Alüminyum elektroiltik kapasitörler daha fazla kötüye kullanılır.

— zebonaut
kaynak

0

Dalgalanma akımı derecesi için bildiğim ana sebep, kapasitörün ESR'sinden geçen akım tarafından oluşturulan ısıdır. Açılış vakaları için sadece bir olay vardır ve bu, gerçekten ezoterik bir şey devam etmedikçe bileşene zarar vermek için yeterli ısı oluşturmaz.

Demeraj akımını kolayca hesaplayabilirsiniz; giriş voltajını kapasitörün ESR'sine bölün; bu başlangıçtaki maksimum ani akımdır. Tabii ki şarjın diferansiyel denklemi hemen daha düşük bir akım görmeye başlayacağı anlamına gelir.

— Jon Watte
kaynak