Бороться с пусковым током с помощью PTC, хорошо это или нет?

Для питания усилителя я использую липо-аккумулятор 3,7 В (4000 мАч) или два аккумулятора 18650 3,7 В (4000 мАч) параллельно с повышающим преобразователем постоянного тока, повышающим напряжение до 24,2 вольта. Схема работает довольно хорошо.

На стороне нагрузки (выход) преобразователя постоянного тока я использую конденсатор 25 В 4700 мкФ, который создает проблему, пусковой ток (при зарядке) в течение секунды или около того при включении. Не здоровая ситуация, хочу избежать этого.

Я много читал о пусковом токе, и кажется, что есть много вариантов борьбы с ним, но мне не ясно, какой из них лучший. Я надеюсь, что можно просто поместить в схему один «простой» компонент, не теряя при этом слишком много усилий. Конденсатор действительно полезен, особенно на высокой громкости с большим количеством басов.

Итак, я пришел к термисторам NTC и PTC. NTC не подходит для этой ситуации и может быть рискованным, когда устройство выключается и снова включается, когда NTC не остыл, поэтому он не устраняет пусковой ток. Утилизируемое тепло (расход энергии) также мне не нравится.

PTC наоборот, но насколько он быстр? Действительно ли он борется с пусковым током? Потому что PTC нагревается, когда есть большой ток, но я полагаю, что требуется некоторое время, чтобы нагреться (и, следовательно, потреблять некоторый ток), прежде чем он активирует защиту?

Прежде чем я решу купить кучу этих термисторов PTC, я хотел бы услышать / узнать / узнать некоторые советы от вас, профессионалов.

У меня есть вопросы:

  1. Предотвращает ли PTC пусковой ток с самого начала (насколько точно)?
  2. Влияет ли PTC на производительность конденсатора (или на все достижения БП)?
  3. Сила тока, это максимальный ток, который PTC может выдержать, или это максимальное количество тока, которое он будет использовать?

Следующий вопрос, поможет ли разделить емкость на несколько конденсаторов одинаковой величины параллельно для уменьшения пускового тока? Или хотя бы сократить время пускового тока.

Вы уверены, что проблема в пусковом токе? Что вас беспокоит? Нагрузка на преобразователь, или нагрузка на батарею? Каков пиковый ток во время пуска (с обеих сторон преобразователя)? Какой расчетный ток преобразователя?
4700 мкФ это вообще смешно. Проще всего было бы использовать меньший конденсатор. Кроме того, какую конкретную проблему вызывает бросок? Может быть, есть какой-то другой способ справиться с этим. Одним из решений является использование резистора последовательно с конденсатором. И обойти резистор с MOSFET. Некоторый сигнал включит МОП-транзистор после того, как конденсатор зарядится наполовину.
Преобразователь максимум 2А, но это не проблема, бывает и без нагрузки, провал, светодиод тускнеет на одну секунду (затухает). Это похоже на короткое замыкание на короткий промежуток времени, потому что конденсатор должен быть заряжен. Я беспокоюсь о повреждении. Я не сейчас пусковой ток, потому что я не могу его измерить.
Почему 4700 мкФ смешно? Он должен питать усилитель.
@marcelm: Конечно, с обеих сторон. Я думаю, что пусковой ток является максимальным, как короткое замыкание. Конденсатор не имеет сопротивления.
Я обычно использую преобразователи постоянного тока, которые имеют функцию «мягкого пуска» — таким образом, вы не получаете пусковой ток.
Вот те, которые я использую: nl.aliexpress.com/item/… и nl.aliexpress.com/item/… На последней ссылке изображение без диода, но оно действительно есть.
@Majenko: Есть номера моделей/деталей? Ссылки?
Не для разгона. Я могу посмотреть позже.
Какова выходная мощность или технические характеристики усилителя?
@mkeith: Как я уже говорил и объяснял ранее, это не имеет ничего общего с усилителем. Прочитайте 8 комментариев назад.
Я задаю эти вопросы не просто так.
@mkeith: «это происходит и без нагрузки», 8 комментариев назад. Нагрузка может быть любой, дело не в нагрузке, а в зарядке конденсатора и вызываемом ею пусковом токе. Вы сказали: «Я задаю эти вопросы не просто так». По какой причине?
Существует зависимость между нагрузкой и требуемой мощностью источника питания. Я думаю, что выходной ток вашего блока питания может быть слишком низким. Знание нагрузки также может помочь решить, насколько разумным является конденсатор. Я не аудио-дизайнер, но логически аудио не имеет резких изменений тока, как это происходит в цифровых схемах, поэтому ему не нужен большой конденсатор, если источник питания способен отдавать достаточный ток.
@mkeith: Как я уже говорил, речь идет не об усилителе, а о преобразователе постоянного тока в постоянный и конденсаторе LS 25 В 4700 мкФ. Бывает с ИЛИ без нагрузки, Ампер тут ни при чем. Поскольку преобразователь постоянного тока выдает 24,2 В, возможно, использование конденсатора на 25 В слишком близко к его пределам? Может ли это быть причиной?
есть ли припаянная мини-плата (готовая печатная плата), которая может сделать это для меня? Какое имя или номер детали/номер модели, если они есть в наличии? что-то вроде этого? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb Он должен выдерживать 5A/6A, это будет здорово. Преобразователь постоянного тока в постоянный, который я сделал, был улучшен (два параллельно, что работает превосходно) и может работать с максимальным током 4 А.

Ответы (4)

1) Нет, PTC не поможет с самого начала. Вы правы в том, что требуется некоторое время, чтобы отреагировать на высокий ток, прежде чем он отключится или ограничит ток. Так что это просто вопрос того, будет ли он работать достаточно быстро для ваших нужд. Очень короткие всплески тока часто незаметны.

2) Да, PTC несколько влияет на производительность. Так как он включен последовательно с входным напряжением и имеет некоторое сопротивление. Вызовет ли это сопротивление проблему, зависит от многих вещей. Главным образом, допустимое падение напряжения, максимальный ток и сопротивление фактического выбранного PTC.

3) Непонятно, о какой силе тока вы говорите. В таблицах данных для PTC обычно указано несколько значений силы тока.

Разделение конденсаторов не поможет.

Похоже, что происходит то, что когда есть высокий спрос на ток, источник питания не в состоянии удовлетворить спрос, поэтому выходное напряжение регулятора начинает падать. Это то, что заставляет светодиоды тускнеть. Возможно, вам нужен источник питания большей мощности, чтобы избежать этой проблемы, а не использовать большой конденсатор.

Многие конструкции аудиоусилителей в Интернете используют понижающий трансформатор/мостовой выпрямитель/фильтрующий конденсатор в качестве источника питания. Часто в этом типе питания используются действительно большие конденсаторы, чтобы попытаться сгладить пульсации 100 или 120 Гц. Но ваш источник питания, поскольку это преобразователь постоянного тока, вероятно, не нуждается в таком большом конденсаторе. Я не думаю, что вы должны автоматически отказаться от идеи использования меньшего конденсатора.

Если ваша конструкция содержит микропроцессор, вы можете рассмотреть возможность использования простого силового резистора для ограничения пускового тока конденсатора и использовать силовой полевой МОП-транзистор для обхода резистора после включения питания. Микропроцессор включает полевой МОП-транзистор при включении питания (после некоторой задержки) и выключает его при выключении питания.

Если ваша конструкция НЕ содержит микропроцессор, вы все равно можете разработать простую схему для отключения полевого МОП-транзистора, пока напряжение на конденсаторе не превысит, скажем, 20 В. Это устранило бы большую часть наплывов.

Возможно, кто-то сможет дать лучший ответ, если вы включите больше информации в свой вопрос. Какова выходная мощность усилителя? Это стерео или моно? Должен ли он управлять нагрузкой 2 Ом? 4 Ом? 8 Ом? Какой артикул конденсатора? Это может быть полезно, если кто-то хочет знать последовательное сопротивление для некоторых расчетов.

Спасибо за хороший ответ! Приходилось работать и спать, вот и причина задержки с ответом на ваш ответ. Например, если я подключу преобразователь постоянного тока к USB-концентратору, концентратор перезагрузится, и после этого все будет «в порядке». Но поскольку я использую батареи 4А, а максимальная нагрузка составляет 2А, я не понимаю, почему такой провал, потому что он должен выдерживать «нагрузку». «Нагрузка», потому что к преобразователю DC/DC ничего не подключено, кроме конденсатора. Так что к усилителю это не имеет никакого отношения. Я знаю, что 2А немного слабоваты для общей мощности усилителя, но в обычном режиме я их не использую...
... использовать. Это усилитель класса D, который не потребляет много тока в режиме ожидания или при работе с малой нагрузкой. Может быть, я хочу заменить DC/DC преобразователь на более мощный или попробовать использовать два DC/DC преобразователя параллельно. Но дело не в усилителе в первую очередь, преобразователь DC/DC может справиться с ним при нагрузке от нормальной до громкой благодаря этому конденсатору для низких частот. У меня есть несколько единиц этого DC/DC преобразователя, и я проверю его сегодня вечером без или с конденсатором меньшей емкости, чтобы посмотреть, что произойдет.
Просто отсоедините конденсатор LS 25 В, и проблема с пусковым током исчезнет, ​​так что это явно связано с конденсатором. Поскольку DC / DC выдает 24,2 В, возможно, конденсатор на 25 В слишком близок к своим пределам. Может ли это быть причиной?
Хорошо, попробовал несколько вещей. Без пускового тока. С меньшей емкостью 480 мкФ и более высоким допустимым напряжением 35 В проблема остается той же, но период короче.
Ну, 25В рейтинг слишком близко. Но это не связано с наплывом. Пусковой ток в основном вызван конденсатором. Когда большой разряженный конденсатор подключен к источнику питания 25 В, он всегда будет снижать напряжение питания, пока заряжается.
Смотрел это видео, очень интересное: youtube.com/watch?v=wwANKw36Mjw Параллельное деление колпачков на более мелкие полезно для минимизации СОЭ и нагрузки и т.д.

Я не могу себе представить, как PTC может уменьшить пусковой ток преобразователя. Пусковой ток — это зарядный ток конденсатора, поэтому он практически мгновенный. Это ТОЧНО первые несколько микросекунд времени, когда вам НУЖНО последовательное сопротивление для ограничения тока. Вот почему используются термисторы NTC: высокое сопротивление в холодном состоянии и меньшее в горячем. Если после этого вам не нравится остаточное низкое сопротивление, вы можете обойти его с помощью устройства с более низким сопротивлением (переключателя) ПОСЛЕ того, как конденсаторы будут полностью заряжены, чтобы термистор мог немедленно остыть и вернуться в состояние с высоким сопротивлением. Но если вы собираетесь это сделать, просто используйте обычный резистор. Термистор NTC используется, потому что вам НЕ нужны затраты на добавление этого другого обходного устройства, но вы можете жить с небольшим сопротивлением, присутствующим в цепи.

Термистор PTC ничего не сделает в первые моменты, а ЗАТЕМ увеличит сопротивление, что совершенно бессмысленно для предотвращения пускового тока.

Я согласен с этим. PTC может ограничивать только хвостовую часть довольно продолжительного броска напряжения.
Спасибо за ответ. Хорошо, объясни мне вот что: en.tdk.eu/tdk-en/373562/tech-library/articles/…
Вы читали это? «В нормальных условиях эксплуатации PTC ICL работает как омический резистор. Когда питание включено и температура компонента равна температуре окружающей среды, PTC ICL имеют сопротивление от 20 до 500 Ом, в зависимости от этого типа. Этого достаточно, чтобы ограничить пиковый пусковой ток. Как только конденсаторы звена постоянного тока достаточно заряжены, PTC ICL отключается».
@mkeith: Да, прочитайте, поэтому я комментирую этот ответ этой статьей.
Похоже, что PTC, предназначенные для ограничения пускового тока, отличаются от PTC, разработанных как самовосстанавливающиеся предохранители. PTC, ограничивающие броски тока, на самом деле являются резисторами. Итак, первоначально они ограничат бросок до V/R, где R — хладостойкость PTC. Когда PTC нагревается, сопротивление становится еще выше. Как только пусковой ток упадет, какой-либо тип коммутационного устройства будет обходить PTC.
@mkeith: Вы имеете в виду, что они говорят о другом виде PTC?
Итак, в моем предыдущем ответе я сказал, что вы можете использовать обычный резистор и байпас, в этой статье они описывают то же самое, но с использованием PTC вместо более простого резистора. Я полагаю, что может помочь, если есть быстрый рабочий цикл мощности, потому что по мере нагрева PTC его эффект ограничения тока будет УВЕЛИЧИВАТЬСЯ, что замедлит зарядку конденсатора, создавая самоограничивающуюся реакцию рабочего цикла. Чем быстрее кто-то включает и выключает питание, тем больше времени требуется для полного включения устройства, тем самым отбивая у пользователя желание так быстро включать и выключать выключатель... Может быть, это неплохая идея.
@J.Raefield: есть ли припаянная мини-плата (готовая печатная плата), которая может сделать это для меня? Какое имя или номер детали/номер модели, если они есть в наличии? что-то вроде этого? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb
Дополнение: он должен выдерживать 5А/6А, это будет здорово.

Если NTC не подходит из-за отсутствия защиты при щелчке выключателя питания, вы можете использовать ограничитель тока MOSFET. Вот примечание по применению от Motorola, которое сделает это за вас: http://www.bonavolta.ch/hobby/files/MotorolaAN1542.pdf

Поищите в Google AN1542, если это зеркало исчезнет, ​​Онсеми не удосужился оставить эту маленькую жемчужину от Motorola доступной.

@Erwinus Я использовал эту схему с медицинским рентгеновским датчиком, и я не хотел ужасно умереть, если что-то пойдет не так, поэтому я использовал быстрый предохранитель. Его также можно было подключать в горячем режиме, что снижает (но не устраняет полностью) искрообразование.
есть ли припаянная мини-плата (готовая печатная плата), которая может сделать это для меня? Какое имя или номер детали/номер модели, если они есть в наличии? что-то вроде этого? trottercontrols.com/products/75/inrush-current-limiting-pcb Он должен выдерживать 5A/6A (например, только 1A), это будет здорово. Преобразователь постоянного тока в постоянный, который я сделал, был улучшен (два параллельно, что работает превосходно) и может работать с максимальным током 4 А.

Другие комментарии о PTC упускают суть.

PTC - это самозащитные резисторы. Вы выбираете PTC со значением R по умолчанию, достаточным для ограничения пускового тока, и его необходимо обойти с помощью реле/переключателя после завершения пускового события.

Если у вас есть сумасшедший пользователь, который включает/выключает питание 100 раз, PTC может защитить себя. Таким образом, PTC+переключатель/реле является одной из самых надежных схем ограничения пускового тока. Только не самый простой.

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

Бороться с пусковым током с помощью PTC, хорошо это или нет?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v