Схема заряда емкостей, Ограничение тока Опции

[amaora]

Условия задачи. Источник - li-pol, напряжение 12-48 в, потребители - преобразователи с большими емкостями по входу, суммарно ~8000 мкФ. При подаче питания напрямую будет огромный ток, искры и опасное перенапряжение. Нужна схема безопасного заряда этих емкостей. Приоритеты:

- Минимум потерь энергии в режиме работы, т.е. когда емкости уже заряжены (ток - десятки А)
- Простая схема, небольшой размер pcb



По такой схеме получается в первую очередь надо считать тепловыделение на R3 до открытия Q1 и на Q1 во время переключения. Либо зная, что начальный ток потребителей очень мал, выбрать R2 так чтобы порог открытия достигался когда емкости уже почти заряжены и ток через полуоткрытый Q1 будет незначителен. Компоненты на схеме какие были в библиотеке, не обращайте внимания, номиналы приблизительные.

Дальше сюда захочется добавить как минимум отключение по КЗ. Как это достаточно просто сделать я не знаю. Хочется использовать падение на Q1, ведь высокая точность задания порогового тока не нужна.

Может быть стоит заряжать отдельный конденсатор а по достижению ~10в подключать его к затвору, но как это сделать?

Еще наверно стоит добавить диод в цепь затвора, для быстрого разряда. На случай частого повторного включения.

Добавка: Посчитал тепловыделение, почитал, от номинала резистора R3 не зависит, верно? Уменьшить потери можно заряжая например постоянным током, так? Не хочется доводить до импульсного преобразователя, который будет нужен на одну секунду.

Спасибо.

Сообщение отредактировал amaora - Oct 7 2016, 19:58

[Jurenja]

Импульсные регуляторы (стабилизаторы) напряжения вам в помощь.
И защита от КЗ будет, и КПД будет хороший.

[Егоров]

Схемы ограничителей зарядного тока есть, это букварь. Если интересно - в личку.
Но вот КПД у них - как и положено при заряде в RC- цепи - 50%.
Улучшить КПД можно только импульсным стабилизатором. Что, конечно, требует затрат и определенных знаний.

[amaora]

КПД заряда 50% устраивает, важен высокий КПД после заряда. Защита от КЗ тоже нужна после заряда.

В моей схеме мне не нравится, нагрев R1 и фиксированное время до открытия Q1. Источник 12в для затвора нужен какой-то другой. Бывают стабилитроны с низким током стабилизации, меньше 1мА? Как привязаться к напряжению на резисторе R3 или на заряжаемых конденсаторах (P1, P2) и начать открытие Q1 по некоторому порогу?

Некоторые идеи есть, обдумаю, покажу если не будет предложений лучше.

Схемы ограничителей зарядного тока есть, это букварь. Если интересно - в личку.

Зачем в личку, разве остальным не интересно?

[Plain]

Задача решаема в данном виде, только если все упоминаемые БП управляемы извне, т.е. сперва медленно и безопасно заряжаются все входные конденсаторы, затем всем БП подаётся внешняя команада на включение — в противном случае, у любого БП имеется порог включения, и он гораздо меньше номинального питания, т.е. потребление всегда будет начинаться на максимальном уровне и от весьма недозаряженных входных конденсаторов, после чего они, питаемые через всё тот же зарядный резистор, будут мгновенно разряжаться до порога выключения данного БП, и так по кругу, при этом все остальные БП, подключённые к той же цепи и имеющие немного больший, чем этот первый, порог включения, будут обесточены всё время.

[amaora]

Задача решаема в данном виде, только если все упоминаемые БП управляемы извне, т.е. сперва медленно и безопасно заряжаются все входные конденсаторы, затем всем БП подаётся внешняя команада на включение — в противном случае, у любого БП имеется порог включения, и он гораздо меньше номинального питания, т.е. потребление всегда будет начинаться на максимальном уровне и от весьма недозаряженных входных конденсаторов, после чего они, питаемые через всё тот же зарядный резистор, будут мгновенно разряжаться до порога выключения данного БП, и так по кругу, при этом все остальные БП, подключённые к той же цепи и имеющие немного больший, чем этот первый, порог включения, будут обесточены всё время.

Да, стоит обратить внимание на потребление устройств которые включаются по фиксированному порогу входного напряжения, спасибо. Основная часть управляема, и не включится без команды. Но есть преобразователи для питания управляющих схем, они запускаются сами уже от 5в. Примем их мощность 2Вт, наихудший случай при низком напряжении 12в, ток 0.17А, тогда на R3 упадет 8в, что неприемлемо много. R3 надо уменьшать.