Импульсный блок питания с защитой от пускового тока

Я хочу разработать подходящую печатную плату для моего проекта аудиоусилителя. Платы усилителя (и левого, и правого каналов) будут потреблять почти 4 ампера при 24 В на полной мощности. Я хочу использовать блок питания на основе переключателя (например, зарядное устройство для ноутбука), рассчитанный на 6 ампер, 24 В, но меня беспокоит пусковой ток, с которым этот блок питания будет сталкиваться при зарядке двух конденсаторов по 22000 мкФ при включении питания.

Я провел небольшое исследование и обнаружил, что термистор NTC с реле, замыкающим термистор в течение определенного периода времени, является распространенным решением этой проблемы, поэтому я использовал Falstad для имитации, насколько это было возможно.

Примечание. Резистор 5 Ом установлен вместо термистора NTC, так как в симуляторе его нет.

введите описание изображения здесь

фальстад ссылка1

Резистор 6 Ом эмулирует нагрузку усилителя.

Транзистор PNP слева должен разряжать конденсатор емкостью 470 мкФ, как только схема отключается, чтобы «сбросить таймер».

Примечание. Резистор 5 Ом установлен вместо термистора NTC, так как в симуляторе его нет.

Однако нагрузка на силовой блок по-прежнему имеет резкий пик свыше 50 ампер! это точно? (из-за ESR конденсатора и т. д.) и выдержит ли мой силовой блок такой всплеск?

Ответы (2)

Как вы можете себе представить, спешка для зарядки конденсаторов во время включения — очень распространенный сценарий. При мощности в тысячи ватт и выше такие схемы имеют смысл. Но ниже этого на практике часто не возникает проблем. На практике вас обычно спасает ограничение тока короткого замыкания источника питания. Все полезные источники питания будут иметь максимальный ток, который они могут обеспечить в течение короткого периода времени.

Итак, предположим, что источник питания имеет консервативный предел тока короткого замыкания 6,5 А. Тогда для зарядки конденсаторов при включении потребуется 24*0,044/6,5 = 160 мс. Если текущий предел выше, он будет короче. При условии, что все может выдержать повышенный ток в течение одной шестой секунды или около того, все будет в порядке.

Теперь меня больше беспокоит стабильность питания при емкостной нагрузке. Как правило, источники питания рассчитаны на корректное поведение только до максимальной емкости нагрузки. 44мФ это много. При превышении их максимальной нагрузки контур обратной связи источника питания может выйти из равновесия, что приведет к диким колебаниям выходного напряжения и, возможно, к разрушению. Вы можете смягчить емкостной эффект с помощью последовательного резистора на выходе источника питания, но тогда вам придется учитывать потери напряжения и мощности. Я бы попытался определить, какую емкость нагрузки может выдержать источник питания.

Вы включаете реле по времени. Однако при t=3,49 с напряжение конденсаторной батареи по-прежнему составляет «всего» 12,4 В.
Когда реле включается при t=3,5 с, NTC шунтируется ( слишком рано! ), вызывая всплеск тока

В я н − В конденсаторная батарея р предохранитель + р 100м Ом + р реле + р СОЭ / 3 "=" 24 В − 12,4 В 61  м Ом + 100  м Ом + 50  м Ом + 20 / 3  м Ом "=" 53  А

Итак, симуляторы выглядят вполне прилично.

С какой стати у фальстада нет условных обозначений??
Да, это проблема. Кажется, что самое низкое сопротивление типичного термистора при этом номинальном токе составляет около 5 Ом. Я также рассматривал возможность подключения двух МОП-транзисторов параллельно (для разделения нагрузки), но кажется, что они сильно нагреваются даже для корпусов до-247.
@GFrank Я не понимаю твоего комментария. Проблема не в NTC, проблема в схеме таймера. Активируется слишком рано. Но я бы все равно удалил схему таймера и управлял реле в зависимости от напряжения батареи конденсаторов.
Мне жаль, что мне никогда раньше не приходилось использовать NTC. сколько времени обычно требуется NTC при этом токе, чтобы достичь сопротивления ниже 1 Ом?
При какой температуре? В техпаспорте этих данных не нашел. При срабатывании реле на основе NTC я не хочу этого делать, так как мне всегда нужно X секунд (но все же дать NTC достаточно времени для проведения), прежде чем полностью включить усилитель.
Это зависит от размера NTC, температуры окружающей среды и т. д. Может быть, этот сайт будет более полезным: ametherm.com/blog/inrush-current/capacitor-inrush-current
Импульсный блок питания с защитой от пускового тока
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v