Soft Starter (Inrush Current Limiter) for AC- og DC -belastninger: 10 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:21

Startstrøm/innkobling er den maksimale øyeblikkelige inngangsstrømmen som trekkes av en elektrisk enhet når den slås på først. Startstrøm er mye høyere enn belastningens steady-state-strøm, og det er kilden til mange problemer som sikring som går i stykker, lastfeil, belastningens levetidreduksjon, gnister på bryterkontaktene … etc. Figuren nedenfor viser startstrømfenomenet fanget på oscilloskopet Siglent SDS1104X-E. Den lange piggen er tydelig. I denne artikkelen prøvde jeg å løse dette problemet med en enkel, men effektiv løsning. Jeg har introdusert to kretser for både vekselstrøm og likestrøm.

Rekvisita

Artikkel:

[1] DB107 Dataark:

[2] BD139 Dataark:

[3] DB107 skjematisk symbol og PCB -fotavtrykk:

[4] BD139 skjematisk symbol og PCB -fotavtrykk:

[5] CAD-plugins:

Trinn 1: Start nåværende spike fanget på SDS1104X-E DSO (Single-Shot Mode)

AC Soft StarterFigur-1 viser skjematisk diagram over enheten. P1 brukes til å koble 220V-AC-inngangen og PÅ/AV-bryteren til kretsen. C1 brukes til å redusere AC -spenningen. Verdien av C1 bestemmer også den nåværende håndteringshastigheten for den transformatorfrie forsyningen som skal brukes av resten av kretsen. I denne applikasjonen var 470nF tilstrekkelig. R1 tømmer C1 for å unngå uønsket høyspenningsstøt når brukeren kobler enheten fra strømnettet. R2 er en 1W motstand som har blitt brukt for å begrense strømmen.

Trinn 2: Figur 1, skjematisk diagram over AC Soft Starter

BR1 er en DB107-G bro-likeretter [1] som har blitt brukt til å konvertere AC-spenningen til DC. C2 reduserer krusningen og R3 tømmer C2 ved utkobling. Det gir også en minimumsbelastning for å holde den utbedrede spenningen på et rimelig nivå. R4 reduserer spenningen og begrenser strømmen for resten av kretsen. D1 er en 15V Zener -diode og har blitt brukt til å begrense spenningen under 15V. C3, R5 og R6 bygger et timernettverk for reléet. Det betyr at det gjør en forsinkelse for reléaktiveringen. R6 -verdien er avgjørende, den bør ikke være for lav for å slippe spenningen for mye, og den bør ikke være for høy for å redusere nettverkets responstid. 1K ga en tilfredsstillende utladningshastighet for relativt høy PÅ/AV -koblingshastighet. Med mine eksperimenter gir dette nettverket nok forsinkelse og responstid, selvfølgelig står du fritt til å endre dem basert på applikasjonene dine.

Q1 er NPN BD139 [2] transistoren for å aktivere/deaktivere reléet. D2 beskytter Q1 mot reléets induktors reversstrøm. R7 er en motstand i 5W -serien som begrenser startstrømmen PÅ. Etter en kort forsinkelse kortslår reléet motstanden, og full effekt gjelder belastningen. Verdien på R7 er satt til 27R. Du kan endre den avhengig av belastningen eller applikasjonen.

DC Soft Starter Figur 2 viser skjematisk diagram av DC soft starter. Det er en enklere versjon av AC soft starter med noen mindre modifikasjoner.

Trinn 3: Figur 2, skjematisk diagram over DC Soft Starter

P1 brukes til å koble 12V -forsyningen og PÅ/AV -bryteren til kortet. R2, R3 og C2 lager forsinkelsesnettverket for reléet. R4 er strømbegrensende motstand. Det samme som AC soft starter, du står fritt til å endre forsinkelsesnettverket og R4 -verdiene for din spesifikke last eller applikasjon.

PCB -oppsett Figur 3 viser PCB -oppsettet til AC -mykstarteren. Alle komponentpakker er DIP. Brettet er et enkelt lag og ganske enkelt å bygge.

Trinn 4: Figur 3, PCB -oppsett for AC Soft Starter

Figur 4 viser PCB -oppsettet til DC soft starter. Det samme som ovenfor, alle komponentpakker er DIP, og brettet er et enkelt lag.

Trinn 5: Figur 4, PCB -oppsett for DC Soft Starter

For begge designene brukte jeg SamacSys skjematiske symboler og PCB -fotavtrykk. Spesielt for DB107 [3] og BD139 [4]. Disse bibliotekene er gratis og følger industrielle IPC -standarder. Jeg brukte Altium Designer CAD -programvare, så jeg brukte SamacSys Altium -plugin [5] (figur 5).

Trinn 6: Figur 5, SamacSys Altium -plugin og brukte komponentbiblioteker

Figur 6 viser en 3D -visning av AC mykstarteren og figur 7 viser en 3D -visning av DC soft starter.

Trinn 7: Figur 6, 7: 3D -visninger fra AC og DC Soft Starters

Montering Figur 8 viser det monterte AC myke startkortet og figur 9 viser den monterte DC soft starteren.

Trinn 8: Figur 8, 9: Montert (første prototype) av DC og AC Soft Starter

Koblingsskjema Figur 10 viser koblingsskjemaet til vekselstrømstarteren og figur 11 viser koblingsskjemaet for den myke likestarteren.

Trinn 9: Figur 10, 11: Koblingsskjemaer for AC og DC Soft Starter

Stykklister

Du kan vurdere materialregningen på bildet nedenfor