Einschaltstrom mit PTC bekämpfen, gut oder nicht?

Um einen Verstärker mit Strom zu versorgen, verwende ich eine Lipo-Batterie 3,7 V (4000 mAh) oder zwei 18650-Batterien 3,7 V (4000 mAh) parallel zu einem DC/DC-Aufwärtswandler, der die Spannung auf 24,2 Volt erhöht. Die Schaltung funktioniert ziemlich gut.

Auf der Lastseite (Ausgang) des DC / DC-Wandlers verwende ich einen 25-V-4700-uF-Kondensator, der beim Einschalten ein Problem mit dem Einschaltstrom (beim Laden) für etwa eine Sekunde verursacht. Keine gesunde Situation, möchte dies vermeiden.

Ich habe viel über Einschaltstrom gelesen und es scheint viele Möglichkeiten zu geben, dagegen anzukämpfen, aber es ist mir nicht klar, welche die beste ist. Ich hoffe, es kann einfach sein, eine "einfache" Komponente in die Schaltung einzufügen, ohne zu viel Aufwand zu verlieren. Der Kondensator ist wirklich hilfreich, besonders bei hoher Lautstärke mit viel Bass.

So kam ich auf die NTC- und PTC-Thermistoren. Der NTC passt nicht in die Situation und könnte riskant sein, wenn das Gerät aus- und wieder eingeschaltet wird, wenn der NTC nicht abgekühlt ist, sodass er den Einschaltstrom nicht beseitigt. Auch die entsorgte Wärme (Energieverschwendung) gefällt mir nicht.

Der PTC ist das Gegenteil, aber wie schnell ist er? Bekämpft es wirklich den Einschaltstrom? Weil sich der PTC bei viel Strom erwärmt, aber ich nehme an, es dauert einige Zeit, bis er sich erwärmt (und daher etwas Strom zieht), bevor er den Schutz aktiviert?

Bevor ich mich entscheide, ein paar dieser PTC-Thermistoren zu kaufen, höre/lerne/kenne ich gerne einige Ratschläge von Ihnen, Profis.

Fragen, die ich habe:

  1. Vermeidet ein PTC den Einschaltstrom von vornherein (wie genau)?
  2. Beeinflusst ein PTC die Leistung des Kondensators (oder die gesamten Leistungen des Netzteils)?
  3. Die Stromstärke, ist dies der maximale Strom, den der PTC verarbeiten kann, oder ist dies die maximale Strommenge, die er verbraucht?

Die nächste Frage ist, hilft es, die Kapazität in mehrere Kondensatoren mit der gleichen Menge parallel zu teilen, um den Einschaltstrom zu reduzieren? Oder zumindest die Zeit des Einschaltstroms zu reduzieren.

Bist du sicher, dass der Einschaltstrom ein Problem ist? Worüber machst du dir Sorgen? Den Umrichter belasten oder die Batterie belasten? Wie hoch ist der Spitzenstrom während des Einschaltstroms (auf beiden Seiten des Umrichters)? Was ist der Bemessungsstrom des Wandlers?
4700 uF ist irgendwie lächerlich. Am einfachsten wäre es, einen kleineren Kondensator zu verwenden. Welches spezifische Problem verursacht der Einschaltstrom außerdem? Vielleicht gibt es einen anderen Weg, damit umzugehen. Eine Lösung besteht darin, einen Widerstand in Reihe mit dem Kondensator zu verwenden. Und den Widerstand mit einem MOSFET umgehen. Ein Signal schaltet den MOSFET ein, nachdem der Kondensator größtenteils aufgeladen ist.
Der Wandler hat max. 2A aber das ist nicht das Problem, es passiert auch ohne Last ein Einbruch, LED dimmt für eine Sekunde (fade). Es ist für kurze Zeit wie ein Kurzschluss, weil der Kondensator aufgeladen werden muss. Ich mache mir Sorgen um Schäden. Ich weiß jetzt nicht den Einschaltstrom, weil ich ihn nicht messen kann.
Warum sind 4700uf lächerlich? Es muss einen Verstärker antreiben.
@marcelm: Natürlich auf beiden Seiten. Ich denke, der Einschaltstrom ist das Maximum wie ein Kurzschluss. Kondensator hat keinen Widerstand.
Normalerweise verwende ich DC-DC-Wandler, die über eine "Soft-Start" -Funktion verfügen - auf diese Weise erhalten Sie keinen Einschaltstrom.
Dies sind die, die ich verwende: nl.aliexpress.com/item/… und nl.aliexpress.com/item/… Das letzte Linkbild ist ohne Diode, aber wirklich da.
@Majenko: Irgendwelche Modellnummern/Teilenummern? Verknüpfungen?
Nicht für Booster ohne weiteres. Ich kann später nachsehen.
Was ist die Leistung oder Spezifikationen des Verstärkers?
@mkeith: Wie ich schon sagte und erklärte, es hat nichts mit dem Amp zu tun. Lesen Sie 8 Kommentare zurück.
Ich stelle diese Fragen aus einem bestimmten Grund.
@mkeith: "geht auch ohne Last", 8 Kommentare zurück. Last kann alles sein, es geht nicht um die Last, es geht um das Laden des Kondensators und den dadurch verursachten Einschaltstrom. Sie sagten: "Ich stelle diese Fragen aus einem bestimmten Grund". Welcher Grund?
Es besteht ein Zusammenhang zwischen der Last und der erforderlichen Größe der Stromversorgung. Ich denke, der Ausgangsstrom Ihres Netzteils ist möglicherweise zu niedrig. Die Kenntnis der Last würde / könnte auch bei der Entscheidung helfen, wie groß ein Kondensator angemessen ist. Ich bin kein Audiodesigner, aber logischerweise weist Audio keine starken Stromänderungen auf, wie dies bei digitalen Schaltungen der Fall ist. Daher sollte kein großer Kondensator erforderlich sein, wenn die Versorgung genügend Strom liefern kann.
@mkeith: Wie ich schon sagte, es geht nicht um den Verstärker, sondern um den DC / DC-Wandler und diesen LS 25v 4700uF-Kondensator. Es passiert mit ODER ohne Last, Amp hat nichts damit zu tun. Da der DC / DC-Wandler 24,2 V ausgibt, ist die Verwendung eines 25-V-Kondensators möglicherweise zu nahe an seinen Grenzen? Könnte das ein Grund sein?
Gibt es eine gelötete Miniplatine (fertige Platine), die dies für mich tun kann? Wie lautet der Name oder die Teilenummer/Modellnummer, falls vorhanden? etwas wie das? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb Es muss in der Lage sein, 5A/6A zu verarbeiten, das wird großartig sein. Der DC/DC-Wandler, den ich gemacht hatte, wurde jetzt verbessert (zwei parallel, was hervorragend funktioniert) und kann maximal 4A verarbeiten.

Antworten (4)

1) Nein, ein PTC hilft nicht von vornherein. Sie haben Recht, dass es einige Zeit dauert, bis der hohe Strom reagiert, bevor er auslöst oder den Strom begrenzt. Es ist also nur eine Frage, ob es für Ihre Bedürfnisse schnell genug auslöst. Sehr kurze Stromspitzen sind oft nicht wahrnehmbar.

2) Ja, ein PTC beeinflusst die Leistung etwas. Da es mit der Eingangsspannung in Reihe geschaltet ist, hat es einen gewissen Widerstand. Ob dieser Widerstand ein Problem verursacht, hängt von vielen Dingen ab. Hauptsächlich der zulässige Spannungsabfall, der maximale Strom und der Widerstand des tatsächlich ausgewählten PTC.

3) Nicht klar, auf welche Stromstärke Sie sich beziehen. In Datenblättern für PTCs sind normalerweise mehrere Stromstärken aufgeführt.

Das Teilen der Kondensatoren wird nicht helfen.

Es hört sich so an, als ob die Stromversorgung bei einem hohen Strombedarf nicht in der Lage ist, den Bedarf zu decken, sodass die Ausgangsspannung des Reglers zu sinken beginnt. Dies führt dazu, dass die LEDs dimmen. Es kann sein, dass Sie ein Netzteil mit mehr Kapazität benötigen, um dieses Problem zu vermeiden, anstatt einen großen Kondensator zu verwenden.

Viele Audioverstärkerdesigns im Internet verwenden einen Abwärtstransformator / Brückengleichrichter / Filterkondensator für eine Stromversorgung. Oft verwendet diese Art der Versorgung wirklich große Kondensatoren, um zu versuchen, die 100- oder 120-Hz-Welligkeit zu glätten. Aber Ihre Versorgung, da es sich um einen DC-DC-Wandler handelt, benötigt wahrscheinlich keinen so großen Kondensator. Ich denke nicht, dass Sie die Idee, einen kleineren Kondensator zu verwenden, automatisch ablehnen sollten.

Wenn Ihr Design einen Mikroprozessor enthält, können Sie einen einfachen Leistungswiderstand verwenden, um den Einschaltstrom zum Kondensator zu begrenzen, und einen Leistungs-MOSFET verwenden, um den Widerstand nach dem Einschalten zu umgehen. Der Mikroprozessor würde den MOSFET beim Einschalten (nach einer gewissen Verzögerung) einschalten und beim Ausschalten ausschalten.

Wenn Ihr Design KEINEN Mikroprozessor enthält, können Sie möglicherweise trotzdem eine einfache Schaltung entwerfen, um den MOSFET auszuschalten, bis die Kondensatorspannung beispielsweise über 20 V erreicht. Dies würde den größten Teil des Einschaltstroms eliminieren.

Jemand kann möglicherweise eine bessere Antwort geben, wenn Sie mehr Informationen in Ihre Frage aufnehmen. Welche Ausgangsleistung hat der AMP? Ist es Stereo oder Mono? Muss es eine 2-Ohm-Last treiben? 4 Ohm? 8 Ohm? Welche Teilenummer hat der Kondensator? Dies könnte hilfreich sein, wenn jemand den Serienwiderstand für eine Berechnung wissen möchte.

Vielen Dank für die nette Antwort! Musste arbeiten und schlafen, das ist der Grund für die Verzögerung bei der Beantwortung Ihrer Antwort. Wenn ich den DC/DC-Wandler zum Beispiel an einen USB-Hub anschließe, wird der HUB zurückgesetzt und danach scheint alles "okay" zu sein. Da ich jedoch 4-A-Batterien verwende und die maximale Belastung 2 A beträgt, verstehe ich nicht, warum es zu einem solchen Einbruch kommt, da es in der Lage sein sollte, die „Last“ zu bewältigen. 'Load', weil außer dem Kondensator nichts mit dem DC/DC-Wandler verbunden ist. Es hat also nichts mit dem Amp zu tun. Ich weiß, dass der 2A für die Gesamtleistung des Verstärkers etwas schwach ist, aber er wird nicht normal verwendet ...
... verwenden. Es ist ein Klasse-D-Verstärker und verbraucht im Leerlauf oder bei niedriger Last nicht viel Strom. Vielleicht möchte ich den DC/DC-Wandler gegen einen leistungsstärkeren austauschen oder versuchen, zwei DC/DC-Wandler parallel zu verwenden. Aber es geht nicht in erster Linie um den Amp, der DC/DC-Wandler kommt dank dieses Kondensators für tiefe Frequenzen mit normaler bis lauter Last zurecht. Ich habe mehrere Einheiten dieses DC/DC-Wandlers und werde ihn heute Abend ohne oder mit einem Kondensator mit geringerer Kapazität testen, um zu sehen, was passieren wird.
Trennen Sie einfach den 25-V-LS-Kondensator und das Einschaltstromproblem ist weg, also hat es definitiv etwas mit dem Kondensator zu tun. Da der DC / DC-Ausgang 24,2 V ausgibt, ist der 25-V-Kondensator möglicherweise zu nahe an seinen Grenzen. Könnte das der Grund sein?
Okay, mehrere Sachen probiert. Ohne, kein Einschaltstrom. Bei niedrigerer Kapazität von 480 uF und höherer Spannungsakzeptanz von 35 V immer noch das gleiche Problem, aber kürzerer Zeitraum.
Nun, die 25-V-Bewertung ist zu nahe. Das hat aber nichts mit Einschaltstrom zu tun. Der Einschaltstrom wird im Wesentlichen durch den Kondensator verursacht. Wenn ein großer entladener Kondensator an eine 25-V-Versorgung angeschlossen wird, zieht er die Versorgungsspannung immer herunter, während er sich auflädt.
Ich habe mir dieses Video angesehen, sehr interessant: youtube.com/watch?v=wwANKw36Mjw Das parallele Aufteilen von Kappen in kleinere ist gut, um ESR und Belastung usw. zu minimieren.

Ich kann mir nicht vorstellen, wie ein PTC den Einschaltstrom eines Umrichters reduzieren kann. Der Einschaltstrom ist der Ladestrom des Kondensators, also praktisch augenblicklich. Es sind GENAU die ersten Mikrosekunden, in denen Sie den Serienwiderstand benötigen, um den Strom zu begrenzen. Deshalb werden NTC-Thermistoren verwendet: hoher Widerstand bei Kälte, niedriger bei Hitze. Wenn Ihnen der verbleibende niedrige Widerstand danach nicht gefällt, können Sie ihn mit einem Gerät mit niedrigerem Widerstand (Schalter) umgehen, NACHDEM die Kappen vollständig aufgeladen sind, sodass der Thermistor sofort abkühlen und in den hochohmigen Zustand zurückkehren kann. Aber wenn Sie das tun, verwenden Sie einfach einen normalen Widerstand. Ein NTC-Thermistor wird verwendet, weil Sie die Kosten für das Hinzufügen dieses anderen Bypass-Geräts NICHT wollen, sondern mit dem geringen Widerstand im Stromkreis leben können.

Ein PTC-Thermistor würde in den ersten Momenten nichts tun, DANN den Widerstand erhöhen, was völlig sinnlos ist, um einen Einschaltstrom zu vermeiden.

Ich stimme dem zu. Ein PTC kann nur den hinteren Teil eines Einschaltstromereignisses von ziemlich langer Dauer begrenzen.
Danke für die Antwort. Okay, erklären Sie mir das: en.tdk.eu/tdk-en/373562/tech-library/articles/…
Hast du das gelesen? „Unter normalen Betriebsbedingungen fungiert ein PTC-ICL als ohmscher Widerstand. Bei eingeschalteter Spannung und der Temperatur des Bauteils gleich der Umgebungstemperatur haben PTC-ICLs einen Widerstand zwischen 20 Ω und 500 Ω, je nachdem des Typs. Dies reicht aus, um die Einschaltstromspitze zu begrenzen. Sobald die Zwischenkreiskondensatoren ausreichend geladen sind, wird der PTC ICL überbrückt.“
@mkeith: Ja, lies es, deshalb kommentiere ich diese Antwort mit diesem Artikel.
Es sieht so aus, als ob die für die Einschaltstrombegrenzung ausgelegten PTCs anders sind als die als rückstellbare Sicherungen ausgelegten PTCs. Die Einschaltstrombegrenzungs-PTCs sind eigentlich Widerstände. Daher begrenzen sie zunächst den Einschaltstrom auf V/R, wobei R der Kaltwiderstand des PTC ist. Wenn sich der PTC erwärmt, wird der Widerstand noch höher. Sobald der Einschaltstrom abgefallen ist, würde irgendeine Art von Schaltgerät den PTC umgehen.
@mkeith: Meinst du damit, dass sie über eine andere Art von PTC sprechen?
In meiner früheren Antwort sagte ich also, Sie könnten einen einfachen Widerstand und einen Bypass verwenden. In diesem Artikel beschreiben sie dasselbe, verwenden jedoch einen PTC anstelle des einfacheren Widerstands. Ich nehme an, es könnte hilfreich sein, wenn es ein schnelles Tastverhältnis der Leistung gibt, denn wenn sich der PTC erwärmt, würde sein Strombegrenzungseffekt ZUNEHMEN, was das Laden des Kondensators verlangsamen und eine selbstbegrenzende Tastverhältnisreaktion bewirken würde. Je schneller jemand die Stromversorgung aus- und wieder einschaltet, desto länger dauert es, bis das Gerät vollständig hochgefahren ist, wodurch der Benutzer davon abgehalten wird, den Schalter so schnell ein- und auszuschalten ... Vielleicht keine schlechte Idee.
@J.Raefield: Gibt es eine gelötete Miniplatine (fertige Platine), die dies für mich tun kann? Wie lautet der Name oder die Teilenummer/Modellnummer, falls vorhanden? etwas wie das? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb
Ergänzung: Es muss 5A/6A vertragen können, das wird super.

Wenn ein NTC aufgrund des fehlenden Schutzes beim Umschalten des Netzschalters nicht geeignet ist, können Sie einen Mosfet-Strombegrenzer verwenden. Hier ist eine Application Note von Motorola, die das für Sie erledigt: http://www.bonavolta.ch/hobby/files/MotorolaAN1542.pdf

Google nach AN1542 Wenn dieser Spiegel verschwindet, hat Onsemi sich nicht die Mühe gemacht, dieses kleine Juwel von Motorola verfügbar zu halten.

@Erwinus Ich habe diese Schaltung mit einem medizinischen Röntgensensor verwendet, bei dem ich nicht schrecklich sterben wollte, wenn etwas schief geht, also habe ich eine schnelle Sicherung verwendet. Es war auch Hot-Plug-fähig, was die Funkenbildung reduziert (aber nicht vollständig eliminiert).
Gibt es eine gelötete Miniplatine (fertige Platine), die dies für mich tun kann? Wie lautet der Name oder die Teilenummer/Modellnummer, falls vorhanden? etwas wie das? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb Es muss 5A/6A verarbeiten können (Beispiel ist nur 1A), das wird großartig sein. Der DC/DC-Wandler, den ich gemacht hatte, wurde jetzt verbessert (zwei parallel, was hervorragend funktioniert) und kann maximal 4A verarbeiten.

Andere Kommentare zu PTCs gehen am Punkt vorbei.

PTCs sind selbstschützende Widerstände. Sie wählen einen PTC mit einem Standard-R, der ausreicht, um den Einschaltstrom zu begrenzen, und er muss mit einem Relais/Schalter umgangen werden, nachdem das Einschaltereignis abgeschlossen ist.

Wenn Sie einen verrückten Benutzer haben, der den Netzschalter 100 Mal ein- und ausschaltet, kann sich der PTC selbst schützen. Auf diese Weise ist ein PTC+Schalter/Relais eines der robustesten Systeme zur Einschaltstrombegrenzung. Nur nicht die einfachste.

https://www.tdk-electronics.tdk.com/download/1537850/65ec22d721749ecc212117e2f632e434/ptc-icl-pb.pdf

Einschaltstrom mit PTC bekämpfen, gut oder nicht?
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