Рубим пусковые токи Опции

[4uLABEK]

Есть прибор, на входе прибора кондер 300 мкФ далее преобразователи напряжения и нагрузка.
При включенном ИБП 60В втыканием в него плюсовой клеммой, возникает 12А скачек тока на несколько мкс и постепенно опускается до требуемых 0,2А.
Ток измеряю следующим способом.. после клеммы + поставил шунт (резистор на 1Ом). Осциллографом подцепился на шунт и смотрю напругу 1В=1А.
Вопрос: чем же срубить этот токовый скачек?
сбил до 7,5А последовательно засадив 5Ом резистор, но не хочется терять больше в нагрузке, должны же быть другие способы? Термистор, супрессор, варистор?

[arhiv6]

Hot-swap контроллер, например LM5069

[hsoft]

Вопрос: чем же срубить этот токовый скачек?

Токи "рубят" дросселями с низкой добротностью, ну или дроссель плюс резистор последовательно.
HotSwap контроллеры ставят когда нужно гарантированное решение по напряжению и току, мало места,
и нужен мониторинг. Дорого.

Я понимаю у дросселя есть масса преимуществ и недостатков, но как первое решение я начал бы рассматривать его.

Сообщение отредактировал hsoft - Apr 18 2017, 08:39

[@Ark]

... сбил до 7,5А последовательно засадив 5Ом резистор, но не хочется терять больше в нагрузке, должны же быть другие способы? Термистор, супрессор, варистор?

Резистор - побольше номиналом. Когда напряжение достигнет порога - "зашунтировать" его ключем.
Но нужно помнить, что слишком медленный старт может быть вреден, в частности, для некоторых м/c.

[4uLABEK]

Супер! Спасибо за подсказки. Дроссель не хотелось бы использовать, думаю в данном случае он не маленький окажется и что-то я слабо в него верю, но что-нить накрутить для эксперимента попробую. Hot-Swap на коленке не соберешь, но линейку применял как-то контроллер идеального диода LTC4357, все работает. А вот Резистор с большим номиналом и ключ поставить интересная идея, реализовать получится, на счет вредности не в курсе, думаю TracoPower справится)
Может еще что-то интересное бывает?

Забыл уточнить полярность питания меняется. По входу стоит мост.

[alexvu]

Резистор и реле, которое через секунду его замыкает.
Обмотка реле через RC цепь включается с задержкой.

[vladec]

Типовое решение -- попробуйте подобрать NTC термистор с начальным сопротивлением порядка 20 Ом. После пуска оно уменьшится на порядок или больше, в зависимости от номинальной мощности термистора. Кроме того, они в отличии от обычных резисторов хорошо переносят импульсные нагрузки. Производители, например, Murata, Epcos.

[4uLABEK]

Кстати интересно, а не возникнет второго пускового тока, после включения поставленного реле?
Про термисторы почитал, обязательно попробую)

[Александр1]

Типовое решение -- ... NTC термистор... После пуска оно (сопротивление) уменьшится на порядок или больше...

При кратковременных провалах входного напряжения возникнет пусковой ток, т.к. термистор еще не остыл и его сопротивление мало.

[4uLABEK]

Справедливо подмечено =\
Остается только реле) если конечно после его включения он сам пусковой ток не поднимет до небес)

[alexvu]

Кстати интересно, а не возникнет второго пускового тока, после включения поставленного реле?

Это смотря какой резистор поставите.
А, кстати, до какого значения требуется ограничить пусковой ток и надо ли это вообще?
А схема управления реле должна отслеживать правильные и неправильные провалы и соответственно выключать или не выключать реле.
С термистором точно будут повторные броски, т.к. он остывает довольно долго.
Но, возможно, это не так страшно, а может быть, и вообще ни на что не влияет.
Например, я когда включаю БП от ноутбука в розетку, оттуда искры летят.
И ничего, все работает.

[4uLABEK]

Вот самому интересно до какого тока)) Просто я намерил 12А пускового тока. А те кто на это пожаловался, намерили у себя всего 1.6А и были недовольны результатом. Так как у них стоит автомат, который отрубается после включения из за пускового тока. А что там у них стоит они не говорят. думаю хотя бы до 0,9А если опустить уже идеально будет.
По поводы схемы управления, есть на плате компаратор, думаю на нем можно будет подобрать нужный момент включения реле.
Да может и термистор бы спас, но опять же я не знаю как они включаются, через сколько, может включатся на 10 минут, и резко отключатся и опять включатся.. и у них автомат отрубит. Так что термистор сомнительный вариант.

[somebody111]

2 типовых решения.
1.Резюк в послед.Когда пуск окончен, зашунтировать.Можно тиристором.2 варианта управления-по току и по времени.По времени-после включения парочку им и вкл.Это проще всего
2.Дроссель в послед.

Сообщение отредактировал somebody111 - Apr 25 2017, 10:30

[SergEN]

Вот самому интересно до какого тока)) Просто я намерил 12А пускового тока. А те кто на это пожаловался, намерили у себя всего 1.6А и были недовольны результатом. Так как у них стоит автомат, который отрубается после включения из за пускового тока. А что там у них стоит они не говорят. думаю хотя бы до 0,9А если опустить уже идеально будет.
По поводы схемы управления, есть на плате компаратор, думаю на нем можно будет подобрать нужный момент включения реле.
Да может и термистор бы спас, но опять же я не знаю как они включаются, через сколько, может включатся на 10 минут, и резко отключатся и опять включатся.. и у них автомат отрубит. Так что термистор сомнительный вариант.

Стандартные автоматы бывают разных классов в зависимости от их реакции на импульсные токи. Или поставить автомат на больший ток (автомат обычно выбирается по сечению проводов, а не по потребляемой прибором мощности).

[Herz]

При кратковременных провалах входного напряжения возникнет пусковой ток, т.к. термистор еще не остыл и его сопротивление мало.

При кратковременных провалах и конденсатор не успевает разрядиться значительно, так что не всё так плохо.

[GefarD]

Подниму немного тему, почему для шунтирования не используют полевые транзисторы вместо реле?

[Егоров]

Подниму немного тему, почему для шунтирования не используют полевые транзисторы вместо реле?

Потому что просто не умеют их использовать.
Я применял резистор и параллельно ему ключ с датчиком тока. Как только ток упадет ниже порога, открывается ключ.
Достаточно компактная и надежная схема. Использовалась на выходе преобразователя 12-220 для ограничения при зарядке конденсаторов в нагрузке. Что-то около 1500 мкФ справлялась отлично.

[GefarD]

Полевой транзистор привлек тем что можно прикинуть за сколько заряжается нагрузка и сделать на это время задержку его включения. (я понимаю что этим же транзистором можно включить реле).
Если сделать задержку включения с помощью конденсатора на затворе как это повлияет на транзистор?

[Егоров]

Полевой транзистор привлек тем что можно прикинуть за сколько заряжается нагрузка и сделать на это время задержку его включения. (я понимаю что этим же транзистором можно включить реле).
Если сделать задержку включения с помощью конденсатора на затворе как это повлияет на транзистор?

Нет, нельзя делать фиксированую задержку. Вы не знаете точно характер нагрузки.
Нет, нельзя использовать реле. При работе на емкость его контакты заварятся.
Нет, нельзя "прикидывать". Вы должны включать шунт (плавно!) тогда, когда ток реально упадет ниже заданного. А для этого ток нужно измерять. Хотя бы грубо.

[GefarD]

Что то запутался немного.
Нагрузка фиксированная 75 конденсаторов по 33 мкФ (2500мкФ)
И мы же шунтируем термистор(ы)(резистор) т.е. конденсаторы заряжены в этот момент.

П.с. возможно заряжены не на 100% до напряжения питания, но 70% должно быть.

[Егоров]

Что то запутался немного.
Нагрузка фиксированная 75 конденсаторов по 33 мкФ (2500мкФ)
И мы же шунтируем термистор(ы)(резистор) т.е. конденсаторы заряжены в этот момент.

П.с. возможно заряжены не на 100% до напряжения питания, но 70% должно быть.

Да хоть на 90% уже заряжены. Бросок тока через контакты реле ограничивается только проводами и этими самыми контактами. Мы можем только гадать каков он будет.
Да, бросок при 300 вольтах напряжения одно, при 30 вольтах - значительно меньше, но все рано он неуправляем. Включать тиристором - несколько лучше, но там постоянно рассеиваемая мощность заметна. Не всегда можно обойтись без теплоотвода.
В принципе, термистор - неплохая защита, но только пока розетка не искрит, не дает неустойчивого контакта. Или кто-то повторно включает прибор через 5 с, когда термистор еще не остыл.

[GefarD]

Тогда выбираем полевой транзистор, напряжение 48-50В. Оборудование лабораторное.
Какие подводные камни могут быть , транзистор не выдержит тока заряда "остаточной емкости"? Ток нормальной работы 2-2,5А.

[Егоров]

Тогда выбираем полевой транзистор, напряжение 48-50В. Оборудование лабораторное.
Какие подводные камни могут быть , транзистор не выдержит тока заряда "остаточной емкости"? Ток нормальной работы 2-2,5А.

Конечно не выдержит, если включать его резко.
Лень рисовать схему полностью. Точнее транслировать в картинку.
В истоке - резистивный датчик тока на 0.6 вольта. К нему - маломощный биполярный транзистор, замыкающий затвор полевика накоротко на землю. Пока ток больше порога - полевик заперт.
Как только уменьшается, биполярник плавненько закрывается и через десятки килоом от высоковольтной шины начинает отпираться затвор.
Балластный резистор и полевик сток-исток включены параллельно. Общий ток протекает через датчик тока. В вашем случае, для тока 2-2.5 А это порядка 0.33 Ома.
Балластный резистор должен быть рассчитан на ток немного (10-20%) больше рабочего, иначе схему заклинит в режиме пуска.. Кратковременная мощность там большая.
Вот со слов, если получится, напаяйте - протестируйте.

[GefarD]

Большое спасибо, на словах понял. Попробую.

[iliusmaster]

Неправильно это, гонять полевик в линейном режиме. Мощность будет выделяться значительная. Импульсный ток они гораздо лучше держат, чем тепловой пробой.
Резистор и параллельно ему транзистор в качестве ключа вполне рабочий вариант.
Сопротивление электролитического конденсатора только в самом начале, когда он не заряжен, стремится к 0. Потом все ок.

[Егоров]

Неправильно это, гонять полевик в линейном режиме. Мощность будет выделяться значительная.
Резистор и параллельно ему транзистор в качестве ключа вполне рабочий вариант.
Сопротивление электролитического конденсатора только в самом начале, когда он не заряжен, стремится к 0. Потом все ок.

Это как, биполярник рассеиваемой мощности не боится, а полевик не переносит? Или я неправильно вас понял?
Кто вам импульсную технику читал? Сопротивление емкости всегда равно нулю. Никакого ОК не наблюдается.
Все там чисто по закону Ома, ток будет определяться как разность напряжений деленная на сопротивление проводов и внутреннее сопротивление генератора.

[GefarD]

Это наверно ответ на мою идею с задержкой включения полевого транзистора с помощью конденсатора.

[Plain]

биполярник рассеиваемой мощности не боится, а полевик не переносит?

Не переносит, кристалл в дугу выгибает.

[Егоров]

Не переносит, кристалл в дугу выгибает.

При всем уважении...
Вроде все видели полевики на радиаторах по 10 и более ватт постоянной рассеиваемой мощности.
Конечно, если подвести киловатт, то кристаллу плохо . Но в даташитах оговорены разовые импульсы достаточно большой мощности.
Биполярник тоже вроде не из чугуна отлит, на кристалле. Почему тут принципиальная разница?

[wim]

Биполярник тоже вроде не из чугуна отлит, на кристалле. Почему тут принципиальная разница?

Надо смотреть область безопасной работы. Лучше всех в этом плане линейные полевики - у них нет участка вторичного пробоя.

[iliusmaster]

Это как, биполярник рассеиваемой мощности не боится, а полевик не переносит? Или я неправильно вас понял?
Кто вам импульсную технику читал? Сопротивление емкости всегда равно нулю. Никакого ОК не наблюдается.
Все там чисто по закону Ома, ток будет определяться как разность напряжений деленная на сопротивление проводов и внутреннее сопротивление генератора.

1. Мощность рассеивать лучше всего не резисторе. Он же "дубовый", деградировать нечему. Полупроводники же суть тонкая материя, подверженная деградации под действием ряда факторов. Наличие импульсных токов - один из них.
2. Посмотрите зависимость сопротивления конденсатора от напряжения на нем. Он же ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ...
Ок, потому как вот есть такой график, выбрав начальную точку замыкания резистора на допустимом для вас уровне тока у нас в системе будет все ОК.

3. http://www.power-e.ru/2008_1_16.php - статья про не очень хорошую работу полевиков в линейных режимах. Интересная статья с разбором внутренних процессов.

[Plain]

Почему тут принципиальная разница?

Потому что биполярный монолитный, а полевой является параллельным соединением миллионов транзисторов, работающих каждый на своём уникальном изломе ВАХ, который плывёт от любого чиха.

[Егоров]

1. Мощность рассеивать лучше всего не резисторе. Он же "дубовый", деградировать нечему. Полупроводники же суть тонкая материя, подверженная деградации под действием ряда факторов. Наличие импульсных токов - один из них.
2. Посмотрите зависимость сопротивления конденсатора от напряжения на нем. Он же ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКИЙ...

Посмотрите учебник по ТОЭ. Нет сопротивления у конденсатора, как физической сущности. На графиках - токи и напряжения. Это можно свести к кажущемуся сопротивлению, но реально его нет.
"Тонкая материя" все-таки успешно коммутирует киловатты, иначе сварочные аппараты до сих пор мотали бы на железе 50 Гц. (Это для Plain тоже, уникальные ВАХ миллионов все-таки сводятся к некоей общей ВАХ и совместная эксплуатация их оговорена в даташитах)
Просто нужно правильно выбирать рабочие режимы. Похоже, вы не до конца поняли как предлагается использовать транзистор в этом пусковом ограничителе. Потому и возражения возникли.
Приведенная вами ссылка - совершенно о другом, о длительной работе транзистора IGBT в линейной области при очень большой рассеиваемой мощности. Тут же рассматривается относительно быстрый процесс разовой коммутации.
Схема эта работает несколько лет в сотнях экземпляров и пока не случалось отказов в этом узле. Выход незащищенного по току преобразователя на 200 вольт подключается к разряженным конденсаторам потребителя емкостью до 1500 мкФ.
Да, после 3-5 пусков подряд резисторы довольно теплые, ключ же в ТО220 без радиатора практически не греется.

[iliusmaster]

1. Я же выделил главную мысль. Электролитический... Это не совсем простой конденсатор.
2. Киловатты работают в КЛЮЧЕВОМ РЕЖИМЕ!!!!
3. Не длительной работы. А вообще поведение полевого транзистора в линейном режиме.
Статью Вы не прочитали, потому как там явно сказано, что эффект тепловой нестабильности присутствует как раз при малых токах. В силу преобладания влияния температурного эффекта порогового напряжения, которое для каждого элемента параллельно включенных ячеек мощного полевого транзистора разное. Потому возникают локальные перегревы и выход отдельных ячеек из строя... Через какое-то время лавинообразно все ячейки из строя выйдут. При больших токах - там все стабильно из- за преобладания.... Читайте статью.

Сообщение отредактировал iliusmaster - Sep 24 2018, 15:14

[Егоров]

2. Киловатты работают в КЛЮЧЕВОМ РЕЖИМЕ!!!!
3. Читайте статью.

А где начало того конца, которым кончается начало?? Где четкая граница меж правильным ключевым режимом и относительно медленным ключевым?
Хорошо. придется мне согласиться, как тому машинисту в метро с террористами :"Осторожно, двери закрываются! Следующая станция - Стамбул! ):
Тогда, кроме как реле с заваривающимися контактами или полупудового дросселя, выхода нет! Желающие могут пробовать с ними.

[iliusmaster]

Так я к чему все это рассказывал про линейный режим:
Поставить сопротивление не в 0,33Ом, а 30-60 Ом. Параллельно ему полевой транзистор, который коммутируется биполярным, управляемым с делителя с этого сопротивления и с цепью положительной обратной связи. То есть как только начал открываться биполярник, ему ПОС сразу помогла открыться и тем самым ускорить переход полевого транзистора из закрытого состояния в открытое. А вообще, топикстартеру было бы неплохо озвучить допустимое время включения. От этого времени напрямую будет зависеть максимально допустимый ток в цепи заряда конденсатора.

[GefarD]

Время включения точно не знаю. 5 Вт модули (25 штук) от александр электрик, Питание 48В но запускаются нормально от 30.

[Егоров]

Так я к чему все это рассказывал про линейный режим:
Поставить сопротивление не в 0,33Ом, а 30-60 Ом. Параллельно ему полевой транзистор, который коммутируется биполярным, управляемым с делителя с этого сопротивления и с цепью положительной обратной связи. То есть как только начал открываться биполярник, ему ПОС сразу помогла открыться и тем самым ускорить переход полевого транзистора из закрытого состояния в открытое.

А вы вот все это спаяйте и посмотрите что получится. Что получится из умозрительного "ускорения перехода". И полезно ли оно там в принципе.
Я сначала просчитал все, не полагаясь на сверкнувшую вдруг идею, и промоделировал. Не так там все очевидно и просто с мощностями, как может показаться на первый взгляд. И оно в железе работает.
А десяток околонаучных статей полезны для общего кругозора, конечно, но макет конкретного устройства не заменяют.

[iliusmaster]

1. Да паял и не раз, все мои страдания *аудиофилией* заканчивались наличием в блоке питания сотент тысяч микрофарад емкости. Что при неудачном стечении обстоятельств в виде фазы сети и момента втыкания вилки в розетку, приводило к адовым всплескам тока, вплоть до выключения автоматов на лестничной площадке. Приходилось везде ставить плавный старт...
2. Идея сверкнула не у меня, я ее стащил у кого-то, посчитав годной и проверив работоспособность.
3. Конечно ваша схема будет работать, так как резистор в 0,33 Ом также ограничивает мгновенный ток заряда конденсаторов. Вопрос только, может быть 1 Ом или 10 Ом были бы лучше...

[=L.A.=]

Тогда, кроме как реле с заваривающимися контактами или полупудового дросселя, выхода нет! Желающие могут пробовать с ними.

*
Дроссель:


U=L*(dI/dT) . Напряжение у товарища 60В, ток 0,2А. Допустим, надо ограничить импульс тока величиной 2А. Длительность имульса товарищ указал: микросекунды. Предположим, 2 мкС. Тогда: 60В = L*(2А/2мкС) . Отсюда L= 60 мкгн. На ток , допустим, 5 Ампер. Посмотрите в каталогах, сколько весит.

*
Есть еще такие микросхемы "voltage ramp".

Сообщение отредактировал =L.A.= - Sep 25 2018, 11:24

[Егоров]

3. Конечно ваша схема будет работать, так как резистор в 0,33 Ом также ограничивает мгновенный ток заряда конденсаторов. Вопрос только, может быть 1 Ом или 10 Ом были бы лучше...

Вы не разобрались в работе предложенной мною схемы. И упорно продолжаете что-то там критиковать вслепую.
Резистор 0.33 Ома - ДАТЧИК ТОКА, а вовсе не ограничитель оного. Ограничитель там на 20-30 Ом.

*
Дроссель:

U=L*(dI/dT) = 60В*(2А/2мкС) Отсюда L= 60 мкгн. На ток , допустим, 5 Ампер. Посмотрите в каталогах, сколько весит.

*
Есть еще такие микросхемы "voltage ramp".

Вопрос тут один: на сколько порядков вы ошиблись с занижением параметров дросселя? Промоделируйте эту простейшую цепь.

[iliusmaster]

Вы не разобрались в работе предложенной мною схемы. И упорно продолжаете что-то там критиковать вслепую.
Резистор 0.33 Ома - ДАТЧИК ТОКА, а вовсе не ограничитель оного. Ограничитель там на 20-30 Ом.
Вопрос тут один: на сколько порядков вы ошиблись с занижением параметров дросселя? Промоделируйте эту простейшую цепь.

Да, примите мои извенения, не понял, зачем дополнительный резистор в 0,33 Ом, если уже есть один в 20-30 ом.

[=L.A.=]

Вопрос тут один: на сколько порядков вы ошиблись с занижением параметров дросселя? Промоделируйте эту простейшую цепь.

*
Я пояснил. Если вы помните арифметику, то можете перепроверить. Не нужно никаких моделей, только калькулятор и знание физики за 10 класс средней школы.

[GefarD]

Дроссель пробовал 1,2 мГн толку ноль ( ток подмагничивания 9А)

[Егоров]

Дроссель пробовал 1,2 мГн толку ноль ( ток подмагничивания 9А)

Угу. Убедились на практике, что школьной физики маловато. А кому-то она уверенно 5 мкГн при 5 А достаточный дроссель подсказывает

*
Я пояснил. Не нужно никаких моделей, только калькулятор и знание физики за 10 класс средней школы.

Правильно. Но только если эти знания есть.
Вы откуда-то берете 5 мкс и считаете по L= (U*t)/I.
На самом деле там переходной процесс длиннее и амплитуда тока будет в разы больше. Резонансная частота контура 60 мкГн и 1000мкФ порядка 650 Гц, т.е. время явно не микросекунды.
Грубое моделирование с вашим дросселем дает всплеск тока в 50-80А при спаде до рабочего 2-3 А за 3 мс.

[GefarD]

Т.е. мгновенного тока хватает что бы дроссель ушел в насыщение?

[Егоров]

Т.е. мгновенного тока хватает что бы дроссель ушел в насыщение?

Да, конечно. Он превращается просто в проволочку. Беда не в этом, с дросселем ничего не случится, но свою задачу - сдержать пусковой ток - он совершенно не выполнит.
Для такой защиты "в лоб" нужен дроссель раз в сто больше. И это я в модели поставил 1 Ом на сопротивление проводов и прочие паразитные. А реально может и раза в 3-4 меньше будет. Тогда ток прыгнет вообще за 100 А

[a123-flex]

Потому что просто не умеют их использовать.
Я применял резистор и параллельно ему ключ с датчиком тока. Как только ток упадет ниже порога, открывается ключ.
Достаточно компактная и надежная схема. Использовалась на выходе преобразователя 12-220 для ограничения при зарядке конденсаторов в нагрузке. Что-то около 1500 мкФ справлялась отлично.

Для переменного тока потребуется два экземпляра схемы каждый на свою полярность, я правильно понимаю ?
Или для переменного схема вообще неприменима из-за паразитных диодов в полевике ?

[Plain]

Дроссель пробовал 1,2 мГн толку ноль ( ток подмагничивания 9А)

Задача решается только источником тока, заведомо больше нагрузки, в данном случае импульсного:

[Егоров]

Для переменного тока потребуется два экземпляра схемы каждый на свою полярность, я правильно понимаю ?
Или для переменного схема вообще неприменима из-за паразитных диодов в полевике ?

Это схема для постоянного тока. разве у вас переменный?
при переменном ставится после выпрямителя.

Задача решается только источником тока, заведомо больше нагрузки, в данном случае импульсного:

Не, Plain, на этот раз вы перехитрили самого себя. Это неудачная схема.
Но верю, что у вас еще будет много удачных.

[alexvu]

Тогда, кроме как реле с заваривающимися контактами или полупудового дросселя, выхода нет! Желающие могут пробовать с ними.

Чтобы контакты не сварились, нужно чем-то ограничить ток через них до допустимого кратковременного значения. Например, еще одним резистором.
На реле обычно такую информацию не дают, а на контакторы она есть.
Например, в течение 0.1с контактор выдерживает ток 50 х In, в течение 1с - 20х, ... в течение минуты - 10 х. На реле можно что-то такое экстраполировать, зная примерно массу и теплоемкость контактов.
Вообще, проблема в том, что куда-то надо деть некоторую энергию, выделяющуюся на зарядной схеме в процессе заряда конденсатора.
На первой фазе U1=0, U2= х % от Un. (например, х = 90%, это определяется временем заряда и падением на резисторе из-за тока потребления схемы).
На второй фазе (включилось реле) U2= то, чем закончилась фаза1, U3 = Un (минус падение на втором резисторе, но оно небольшое).
По этой энергии рассчитываются резисторы, а второй - еще по допустимому кратковрем. току реле.
Второй резистор остается включенным постоянно, он может быть просто спиралькой из провода (видел такое решение для рабочих токов порядка 100А).
А чаще всего он вообще не требуется.