Wie dimensioniere ich Sicherungen, um plötzliche Änderungen der AC-Netzspannung in eine kapazitive Last zu bewältigen?
Stefan Colling
Angenommen, ich habe einen Gleichrichter an der Wechselstromleitung, gefolgt von einigen Kappen und einer Last.
Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan
Wenn die Wechselstromleitung plötzlich erhöht wird, gibt es einen Stromstoß in den Kondensator. Dies kann passieren, wenn Strom angelegt wird, während eines Leitungsanstiegs oder bei der Wiederherstellung nach einem Leitungseinbruch. Eine Vorladeschaltung kann beim Anlegen von Strom helfen, ist aber nach einem Einbruch weniger hilfreich.
Die einzigen Dinge, die diesen Stromstoß begrenzen, sind die Impedanz der Schaltungskomponenten und -spuren, der ESR der Kappe und die Induktivität der Wechselstromleitung. Die Leitungsinduktivität sieht so aus, als ob sie dominieren sollte. Es gibt also einen LDC-Kreis zwischen der Leitungsinduktivität und der Kappe. Es ist wie ein Schwingkreis, außer dass es so aussieht, als ob Sie nur einen Impuls anstelle einer abklingenden Ringwelle erhalten würden. Aber da stecke ich fest.
Wie berechne ich die Spitze und Breite des Stromimpulses in den Kappen, um meine Sicherungen entsprechend zu dimensionieren?
Antworten (3)
Adam Lawrence
Die erste Näherung für die Sicherungsgröße besteht darin, sicherzustellen, dass die Dauerstromaufnahme nicht größer ist als der maximale Ruhestrom für die Sicherung.
Der nächste Schritt besteht darin, sicherzustellen, dass es so dimensioniert ist, dass es vor Feuer / Explosion schützt, wenn im Stromkreis eine schwere Anomalie vorliegt. Ein Sicherheitstest für Ihr Produkt wäre beispielsweise, den Kondensator nach der Brücke kurzzuschließen und den maximal angegebenen AC-Eingang anzulegen. Die Sicherung sollte durchbrennen, ohne dass die Dioden brennen / zerbrechen / Rauch oder Schmutz abgeben.
Sobald Ihre Sicherung aus diesen Perspektiven geeignet ist, können Sie Ihre Leitungsfalltests durchführen und sehen, wie gut die Sicherung funktioniert. Wenn Sie störende Schläge finden, denken Sie daran, dass Sie Ihren Sicherheitstest wiederholen müssen, wenn Sie die Bewertung erhöhen oder die Reaktionszeit verkürzen (z. B. von schnell zu langsam), um sicherzustellen, dass er immer noch angemessen ist Perspektive und müssen möglicherweise andere Komponenten im Stromkreis verstärken, um sicherzustellen, dass die Sicherung zuerst durchbrennt.
Phil Frost
Die übliche Lösung hierfür ist die Verwendung einer trägen Sicherung. Diese brennen nur durch, wenn der Überstrom längere Zeit aufrechterhalten wird. Das Datenblatt enthält quantitativere Beschreibungen von „Überstrom“ und „Lange Zeit“.
Die Berechnung des Spitzenstroms des Einschaltstroms ist wahrscheinlich am einfachsten zu messen. Das Verbinden einer idealen Spannungsquelle mit einem idealen Kondensator führt zu einem unendlichen Strom. In Wirklichkeit sind weder die Spannungsquelle (die Stromversorgung des Geräts) noch die Kondensatoren oder die sie verbindenden Drähte ideal, sodass der Einschaltstrom durch die nicht ideale Induktivität und den Widerstand all dieser Komponenten bestimmt wird.
Die Dauer des Einschaltstroms kann berechnet werden, wenn Sie den Widerstand gemessen haben und die Kapazität kennen. Multiplizieren Sie den Widerstand und die Kapazität miteinander, und dies ist die Zeit, die benötigt wird, um den Kondensator zu etwa 63 % auf seinen endgültigen Wert aufzuladen. Weitere Einzelheiten finden Sie in der RC-Zeitkonstante .
Eine andere Möglichkeit besteht darin, absichtlich eine Reihenkomponente einzuführen, um den Einschaltstrom zu begrenzen. Dies kann im einfachsten Fall ein Widerstand sein, aber ein ausgeklügelteres und effizienteres Gerät ist ein NTC-Thermistor. Indem Sie Ihr Strombegrenzungsgerät bewusst auswählen (anstatt sich auf den Drahtwiderstand und dergleichen zu verlassen), ist die Berechnung des Einschaltstroms und damit die Dimensionierung der Sicherungen viel einfacher. Wikipedia hat mehr Details unter Einschaltstrombegrenzer .
GR-Tech
Nicht nur die Sicherung sollte bewertet werden, sondern auch der Schalter. a) Sicherungswert
Wo
Sie benötigen nur eine träge Sicherung bei einer maximalen Spannung von 230 V (RMS)
b) Schalter
bei maximaler Spannung 2x230V (RMS) oder mehr
FL: Narrenlast NL: Keine Last
Was ist der tatsächliche Einschaltstrom in meinem AC/DC-Gleichrichter?
Wie berechnet man die Welligkeitsströme, die ein Gleichrichterfilterkondensator sieht?
Wie man die Zeit berechnet, die ein Stück Draht halten kann, bevor es schmilzt, wenn konstanter Strom angelegt wird
Was ist der maximale durchschnittliche gleichgerichtete Vorwärtsstrom? (1N4001 Diode)
Brennt eine AC-Sicherung bei gleichem DC-Strom durch?
Fällt ein 300-A-Hochspannungsstecker aus, bevor eine 600-A-Sicherung ausfällt?
Wie berechnet man die Welligkeitsströme, die ein Ausgangskondensator eines Aufwärtswandlers sieht?
Sicherung: Warum wird sie parallel zum Widerstand geschaltet?
1N5062 wird nur bei der Hälfte seines Nennstroms heiß
DC-Netzteile, Frage der geregelten linearen Stromversorgung
Phil Frost
GR-Tech
Phil Frost