Обзор индивидуальной конструкции ограничителя пускового тока сети на 25 А

Я разработал схему ограничения пускового тока и хотел бы получить обзор от экспертов, имеющих больше опыта в подобных вещах. Нагрузка будет составлять около 50 x 19 В постоянного тока при 3,5 А линейных источников питания, подключенных параллельно с установившейся нагрузкой примерно до 20 А при 230 В переменного тока.

Есть несколько конкретных требований, которые мотивировали мой собственный дизайн, а не готовую версию:

• Мне нужно 25 А при 230 В переменного тока, и большинство коммерческих вариантов кажутся 16 А (слишком мало) или 30 А (слишком высоко).
• Ограничитель пускового тока на 25 А, который я нашел и протестировал, на самом деле не ограничивал 25 Апик, а больше (свыше 35 А, когда срабатывает мой предохранитель).
• Место, куда это пойдет, имеет значительные механические ограничения; большинство коммерческих пакетов просто не подходят.

Вот моя схема:

Как это обычно бывает со схемами ограничения пускового тока, чтобы избежать потери мощности в NTC в установившемся режиме (что при 25 А является значительным - около 200 Вт), я закорачиваю NTC с помощью реле после короткой задержки (~0,6 секунды, в зависимости от о толерантности).

Также имеется тепловой выключатель, так что, если NTC перегреются, ток отключится и останется отключенным до тех пор, пока не будет отключено питание (чтобы цепь не колебалась между включением и выключением, когда NTC нагреваются и остывают). Это мое собственное изобретение (насколько мне известно), но я еще не проверял его. Я смоделировал это в SPICE, и, кажется, это работает.

Предполагаемая последовательность при первой подаче питания в цепь следующая:

1. При отсутствии питания реле изначально разомкнуты.
2. Когда сетевое питание изначально подается, трансформатор понижает его до некоторого управляемого уровня (20 В переменного тока на пике). Конденсаторы и регулятор LM317 преобразуют этот переменный ток в 12 В постоянного тока.
3. Первоначально неинвертирующие входы N2A, N2B и N2C имеют 0 В из-за конденсаторов C8 и C9 (ток через R7, затем R9/R11 еще не успел зарядить C8 и C9). Это означает, что эти компараторы закорачивают свой выход на землю (они имеют выход с открытым коллектором), поэтому напряжение затвор-исток на T1 и T2 равно 0 В, а реле остаются выключенными.
4. Инвертирующий вход N2D изначально имеет напряжение около 2,4 В постоянного тока. Неинвертирующий вход составляет 4,2 В постоянного тока. Таким образом, LM339 изначально находится в режиме выхода с высоким Z, поэтому подтягивание через R7/R8 устанавливает выход на 4,2 В постоянного тока. Через 0,1 секунды неинвертирующий вход N2B превысит 3 В постоянного тока на инвертирующем входе и перейдет в режим выхода с высоким Z, что позволит создать 12 В на затворе-истоке T1 и переключит левое реле. Это позволяет току течь к нагрузке через NTC R14 и R15.
5. Через 0,6 секунды N2A и N2C также переходят в режим высокого Z, включая правое реле и замыкая NTC.
6. Схема работает в установившемся режиме до тех пор, пока датчик температуры не покажет температуру выше 150°C. В этот момент инвертирующий вход превышает неинвертирующий вход, поэтому выход N2D замыкается на землю, что, в свою очередь, отключает левое реле примерно через 0,1 секунды, снимая нагрузку. Поскольку закороченный выход также подключен к неинвертирующему входу, напряжение инвертирующего входа всегда превышает напряжение неинвертирующего входа, и поэтому цепь остается отключенной до тех пор, пока питание не будет отключено.

Некоторые примечания:

• Я выбрал линейно регулируемый источник питания в режиме переключения для простоты и максимальной долговечности.
• Диоды для подавления переходных напряжений, установленные параллельно реле (в дополнение к обычным диодам для гашения обратной ЭДС наведенной цепи), предназначены для сокращения времени дугового разряда контактов реле при их замыкании и размыкании, чтобы продлить срок службы контактов. Эту идею я взял из новой книги «Искусство электроники», состоящей из х глав. Это компромисс между временем нахождения дуги и максимальной индуцированной обратной ЭДС.
• Здесь есть много моментов времени, на которые следует обратить внимание: как быстро появляется шина 12 В постоянного тока по сравнению со входами компаратора и т. д. Мне нужно только три таких схемы для моего приложения, и я могу отрегулировать значения конденсаторов и т. д., чтобы попробовать чтобы заставить его работать надежно.

Я не могу поделиться таблицей блока питания, поскольку она конфиденциальна, но она содержит следующую информацию:

• Максимальный входной ток при 230 В переменного тока: 0,65 А
• Пусковой ток в наихудшем случае: ≤ 0,25 A² с ( ∫ i² dt ) / ≤ 12 A

Я могу открыть блок питания, чтобы посмотреть на входной каскад, но я подозреваю, что это будет предохранитель, тороидальный трансформатор, затем сглаживающие конденсаторы и регулировка (что-то похожее на то, что у меня есть в моей конструкции). Я ожидаю, что именно трансформатор вызывает большой пусковой ток при включении, поскольку в этот момент он не имеет магнитного поля и, таким образом, изначально действует как резистор с низким значением. К сожалению, в таблице данных не указана входная емкость/индуктивность напрямую, но, возможно, это можно определить из приведенных выше значений?

Кто-нибудь замечает какие-либо проблемы? Люди думают, что моя термозащелка, тайминги и т.д. будут работать?