Soft Starter (Inrush Current Limiter) untuk Beban AC dan DC: 10 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

Inrush current / Switch-ON lonjakan adalah arus masukan seketika maksimum yang ditarik oleh alat elektrik semasa pertama kali dihidupkan. Arus masuk jauh lebih tinggi daripada arus keadaan tetap beban dan itulah punca banyak masalah seperti meletup fius, kegagalan beban, pengurangan jangka hayat beban, percikan pada kenalan suis … dan lain-lain. Rajah di bawah menunjukkan fenomena arus masuk yang ditangkap pada osiloskop Siglent SDS1104X-E. Lonjakan panjang jelas. Dalam artikel ini, saya cuba mengatasi masalah ini dengan penyelesaian yang mudah, namun berkesan. Saya telah memperkenalkan dua litar untuk kedua-dua beban AC dan DC.

Bekalan

Artikel:

[1] Lembaran Data DB107:

[2] Lembaran Data BD139:

[3] Simbol Skema DB107 dan Jejak PCB:

[4] Simbol Skematik BD139 dan Jejak PCB:

[5] Pemalam CAD:

Langkah 1: Lonjakan Lonjakan Semasa yang Ditangkap pada SDS1104X-E DSO (Mod Tembakan Tunggal)

AC Soft StarterFigure-1 menunjukkan gambarajah skematik peranti. P1 digunakan untuk menyambungkan input 220V-AC dan suis ON / OFF ke litar. C1 digunakan untuk mengurangkan voltan AC. Nilai C1 juga menentukan kadar pengendalian semasa untuk bekalan tanpa pengubah yang akan digunakan oleh litar selebihnya. Dalam aplikasi ini, 470nF mencukupi. R1 melepaskan C1 untuk mengelakkan kejutan voltan tinggi yang tidak diingini semasa pengguna memutuskan peranti dari sumber elektrik. R2 adalah perintang 1W yang telah digunakan untuk mengehadkan arus.

Langkah 2: Rajah 1, Skema Diagram AC Soft Starter

BR1 adalah penyearah jambatan DB107-G [1] yang telah digunakan untuk menukar voltan AC ke DC. C2 mengurangkan riak dan R3 melepaskan C2 pada Switch-OFF. Ia juga memberikan beban minimum untuk mengekalkan voltan yang diperbaiki pada tahap yang wajar. R4 mengurangkan voltan dan menghadkan arus untuk litar yang selebihnya. D1 adalah diod Zener 15V dan telah digunakan untuk menghadkan voltan di bawah 15V. C3, R5, dan R6 membina rangkaian pemasa untuk relay. Ini bermaksud ia melambatkan pengaktifan geganti. Nilai R6 adalah mustahak, tidak boleh terlalu rendah untuk menurunkan voltan terlalu banyak dan tidak boleh terlalu tinggi untuk mengurangkan masa tindak balas rangkaian. 1K memberikan kadar pelepasan yang memuaskan untuk kelajuan beralih ON / OFF yang agak tinggi. Dengan percubaan saya, rangkaian ini memberikan kelewatan dan masa tindak balas yang mencukupi, tentu anda bebas mengubahnya berdasarkan aplikasi anda.

Q1 adalah transistor NPN BD139 [2] untuk mengaktifkan / menyahaktifkan geganti. D2 melindungi Q1 dari arus balik induktor geganti. R7 adalah perintang siri 5W yang mengehadkan arus masuk semasa ON. Selepas kelewatan yang singkat, relay melakukan litar pintas perintang, dan kuasa penuh berlaku pada beban. Nilai R7 telah ditetapkan ke 27R. Anda boleh mengubahnya bergantung pada muatan atau aplikasi anda.

DC Soft StarterFigure 2 menunjukkan skema gambarajah DC soft starter. Ia adalah versi yang lebih ringkas dari AC soft starter dengan beberapa pengubahsuaian kecil.

Langkah 3: Rajah 2, Skema Diagram DC Soft Starter

P1 digunakan untuk menyambungkan bekalan 12V dan suis ON / OFF ke papan. R2, R3, dan C2 menjadikan rangkaian kelewatan untuk relay. R4 adalah perintang penghad semasa. Sama seperti pemula lembut AC, anda bebas mengubah suai rangkaian kelewatan dan nilai R4 untuk muatan atau aplikasi khusus anda.

Susun atur PCB Rajah 3 menunjukkan susun atur PCB starter lembut AC. Semua pakej komponen adalah DIP. Papannya adalah satu lapisan dan cukup senang dibina.

Langkah 4: Gambar 3, Susun atur PCB Starter Lembut AC

Rajah 4 menunjukkan susun atur PCB starter lembut DC. Sama seperti di atas, semua pakej komponen adalah DIP, dan papan adalah satu lapisan.

Langkah 5: Gambar 4, Susun atur PCB Starter Lembut DC

Untuk kedua-dua reka bentuk, saya menggunakan simbol skematik SamacSys dan jejak PCB. Khususnya, untuk DB107 [3] dan BD139 [4]. Perpustakaan ini percuma dan mengikut standard IPC industri. Saya menggunakan perisian Altium Designer CAD, jadi saya menggunakan SamacSys Altium Plugin [5] (Gambar 5).

Langkah 6: Gambar 5, SamacSys Altium Plugin dan Perpustakaan Komponen Terpakai

Rajah 6 menunjukkan paparan 3D starter lembut AC dan gambar 7 menunjukkan pandangan 3D starter lembut DC.

Langkah 7: Gambar 6, 7: Paparan 3D Dari Pemula Lembut AC dan DC

AssemblyFigure 8 menunjukkan papan starter lembut AC yang dipasang dan gambar 9 menunjukkan starter lembut DC yang dipasang.

Langkah 8: Gambar 8, 9: Pemasangan (Prototaip Pertama) DC dan AC Soft Starter

Rajah Pendawaian Rajah 10 menunjukkan rajah pendawaian starter lembut AC dan rajah 11 menunjukkan gambarajah pendawaian starter lembut DC.

Langkah 9: Rajah 10, 11: Gambarajah Pendawaian AC dan DC Soft Starter

Bil bahan

Anda boleh mempertimbangkan bil bahan dalam gambar di bawah