Was ist der tatsächliche Einschaltstrom in meinem AC/DC-Gleichrichter?

Ich arbeite im Moment mit Gleichrichtern und Netzteilen und versuche, Simulationen mit realen Beobachtungen über meine Schaltung in Einklang zu bringen.

Es ist ein Vollbrücken-Diodengleichrichter (4x 1N5821) mit 4 parallelen Aluminiumkondensatoren mit 470 uF und 63 V. Die Eingangswechselstromspitze liegt bei 33,9 V, und die Schaltung ist mit einem 330R-5-W-Widerstand belastet.

Der Eingangswechselstrom kommt von einem 240-V-24-V-Transformator und hat eine flinke 1-A-Sicherung auf der 24-V-Seite.

Bei der LTSpice-Modellierung der Dioden mit den eingebauten 1N5819 und Kondensatoren mit einem ESR von 0,1 wird beim ersten Start ein großer Strom aus der Quelle gezogen, der bei 18,6 A gipfelt.

Warum fliegt die Sicherung nicht jedes Mal durch, wenn ich das Ding einschalte?

Bearbeiten: Update - Ich habe die Steigung der Ausgangsspannung gemessen, als ich den Gleichrichter zum ersten Mal einschaltete, aus der ich den Strom mit i = 1 / c * dv / dt berechne. Ich habe festgestellt, dass ich während dieses ersten Ladezyklus ungefähr 4 A habe.

Die Antwort zu Sicherungen ist meines Erachtens auf dem richtigen Weg, aber ich werde dies ein wenig offen lassen.

Antworten (2)

Der Einschaltstrom ist ein (zeitlich) sehr kurzes Ereignis. Eine Sicherung ist ein (vergleichsweise) langsames Gerät, der Draht in der Sicherung muss sich erwärmen. Es muss im Laufe der Zeit eine bestimmte Menge an Energie sammeln, um sich zu erwärmen und zu schmelzen. Wenn der über die Zeit integrierte Einschaltstromimpuls einen bestimmten Wert nicht überschreitet, löst die Sicherung nicht aus. Ist Ihnen schon einmal aufgefallen, dass es schnelle und langsame Sicherungen gibt? Aber auch die schnelle Sicherung könnte in Ihrem Fall zu langsam sein. Was gut ist, Sie wollen natürlich nur, dass es explodiert, wenn etwas ernsthaft falsch ist.

Außerdem könnte der 18.6A optimistisch sein. Ich meine, dass es in der Praxis wahrscheinlich niedriger sein wird. Haben Sie den DC-Widerstand der Sekundärseite des Transformators berücksichtigt?

Er hat den ESR seiner Kappen modelliert – sekundärer DCR könnte auch als Quellenwiderstand in LTspice modelliert werden. Aber Sie sind auf dem richtigen Weg in Bezug auf: I2t ... es wäre gut, näher darauf einzugehen!

Was ist mit der Streuinduktivität in den Transformatorwicklungen? Dies sind tatsächlich parasitäre Komponenten, die große Spitzenströme natürlich begrenzen und bei der Verhinderung großer Einschaltströme von großer Bedeutung sein können.

Es sind auch Kupferverluste in den Wicklungen zu berücksichtigen - sie sind "in Reihe" mit den Transformatorwicklungen und begrenzen auch den Strom.

Hier ist eine Frage an Sie: Warum befindet sich die Sicherung auf der 24-V-Seite des Transformators? Wollen Sie damit sagen, dass auf der Primärseite keine vorhanden ist?