Sommario:

Soft Starter (limitatore di corrente di spunto) per carichi CA e CC: 10 passaggi
Soft Starter (limitatore di corrente di spunto) per carichi CA e CC: 10 passaggi

Video: Soft Starter (limitatore di corrente di spunto) per carichi CA e CC: 10 passaggi

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Video: Soft Starter Circuits (Inrush Current Limiter) for AC and DC Loads 2024, Novembre
Anonim
Soft Starter (limitatore di corrente di spunto) per carichi AC e DC
Soft Starter (limitatore di corrente di spunto) per carichi AC e DC

La corrente di spunto/sovracorrente all'accensione è la massima corrente di ingresso istantanea assorbita da un dispositivo elettrico alla prima accensione. La corrente di spunto è molto più elevata della corrente a regime del carico e questa è la fonte di molti problemi come fusibile che brucia, guasto del carico, riduzione della durata del carico, scintille ai contatti dell'interruttore… ecc. La figura seguente mostra il fenomeno della corrente di spunto catturato su l'oscilloscopio Siglent SDS1104X-E. Il lungo picco è chiaro. In questo articolo ho cercato di affrontare questo problema con una soluzione semplice, ma efficace. Ho introdotto due circuiti per entrambi i carichi AC e DC.

Forniture

Articolo:

[1] Scheda tecnica DB107:

[2] Scheda tecnica BD139:

[3] Simbolo schematico DB107 e impronta PCB:

[4] Simbolo schematico BD139 e impronta PCB:

[5] Plugin CAD:

Passaggio 1: picco di corrente di spunto catturato su SDS1104X-E DSO (modalità Single-Shot)

Picco di corrente di spunto catturato su SDS1104X-E DSO (modalità Single-Shot)
Picco di corrente di spunto catturato su SDS1104X-E DSO (modalità Single-Shot)

AC Soft Starter La Figura 1 mostra il diagramma schematico del dispositivo. P1 serve per collegare l'ingresso 220V-AC e l'interruttore ON/OFF al circuito. C1 viene utilizzato per ridurre la tensione CA. Il valore di C1 determina anche la velocità di gestione della corrente per l'alimentazione senza trasformatore che deve essere utilizzata dal resto del circuito. In questa applicazione, 470nF era adeguato. R1 scarica il C1 per evitare qualsiasi shock di alta tensione indesiderato quando l'utente scollega il dispositivo dalla rete. R2 è un resistore da 1 W che è stato utilizzato per limitare la corrente.

Passaggio 2: Figura 1, diagramma schematico dell'avviatore statico AC

Figura 1, diagramma schematico dell'avviatore statico AC
Figura 1, diagramma schematico dell'avviatore statico AC

BR1 è un raddrizzatore a ponte DB107-G [1] che è stato utilizzato per convertire la tensione CA in CC. C2 riduce l'ondulazione e R3 scarica C2 allo spegnimento. Inoltre, fornisce un carico minimo per mantenere la tensione raddrizzata a un livello ragionevole. R4 riduce la tensione e limita la corrente per il resto del circuito. D1 è un diodo Zener da 15V ed è stato utilizzato per limitare la tensione sotto i 15V. C3, R5 e R6 creano una rete di timer per il relè. Significa che effettua un ritardo per l'attivazione del relè. Il valore di R6 è fondamentale, non dovrebbe essere troppo basso per abbassare troppo la tensione e non dovrebbe essere troppo alto per ridurre il tempo di risposta della rete. 1K ha fornito una velocità di scarica soddisfacente per una velocità di commutazione ON/OFF relativamente elevata. Con i miei esperimenti, questa rete fornisce un ritardo e un tempo di risposta sufficienti, ovviamente sei libero di modificarli in base alle tue applicazioni.

Q1 è il transistor NPN BD139 [2] per attivare/disattivare il relè. D2 protegge il Q1 dalle correnti inverse dell'induttore del relè. R7 è un resistore in serie da 5 W che limita la corrente di spunto all'accensione. Dopo un breve ritardo, il relè cortocircuita il resistore e la piena potenza viene applicata al carico. Il valore di R7 è stato impostato su 27R. Puoi modificarlo a seconda del carico o dell'applicazione.

DC Soft Starter La Figura 2 mostra il diagramma schematico dell'avviatore DC. È una versione più semplice dell'avviatore statico AC con alcune modifiche minori.

Fase 3: Figura 2, diagramma schematico del soft starter DC

Figura 2, diagramma schematico del soft starter DC
Figura 2, diagramma schematico del soft starter DC

P1 serve per collegare l'alimentazione 12V e l'interruttore ON/OFF alla scheda. R2, R3 e C2 creano la rete di ritardo per il relè. R4 è il resistore di limitazione della corrente. Come per l'avviatore statico CA, sei libero di modificare la rete di ritardo e i valori R4 per il tuo carico o applicazione specifica.

Layout PCB La Figura 3 mostra il layout PCB dell'avviatore statico CA. Tutti i pacchetti di componenti sono DIP. La scheda è un singolo strato e abbastanza facile da costruire.

Passaggio 4: Figura 3, layout PCB dell'avviatore statico AC

Figura 3, layout PCB dell'avviatore statico AC
Figura 3, layout PCB dell'avviatore statico AC

La Figura 4 mostra il layout del PCB dell'avviatore statico CC. Come sopra, tutti i pacchetti di componenti sono DIP e la scheda è un singolo strato.

Passaggio 5: Figura 4, layout PCB del soft starter DC

Figura 4, layout PCB dell'avviatore statico DC
Figura 4, layout PCB dell'avviatore statico DC

Per entrambi i progetti, ho utilizzato i simboli schematici SamacSys e le impronte PCB. In particolare, per DB107 [3] e BD139 [4]. Queste librerie sono gratuite e seguono gli standard IPC industriali. Ho usato il software CAD Altium Designer, quindi ho usato il SamacSys Altium Plugin [5] (Figura 5).

Passaggio 6: Figura 5, SamacSys Altium Plugin e librerie di componenti usati

Figura 5, SamacSys Altium Plugin e librerie di componenti usati
Figura 5, SamacSys Altium Plugin e librerie di componenti usati

La Figura 6 mostra una vista 3D dell'avviatore statico CA e la Figura 7 mostra una vista 3D dell'avviatore statico CC.

Passaggio 7: Figura 6, 7: Viste 3D dai soft starter AC e DC

Figura 6, 7: Viste 3D dai soft starter AC e DC
Figura 6, 7: Viste 3D dai soft starter AC e DC
Figura 6, 7: Viste 3D dai soft starter AC e DC
Figura 6, 7: Viste 3D dai soft starter AC e DC

AssemblaggioLa figura 8 mostra la scheda dell'avviatore statico CA assemblata e la figura 9 mostra l'avviatore statico CC assemblato.

Fase 8: Figura 8, 9: Assemblato (primo prototipo) dell'avviatore statico CC e CA

Figura 8, 9: Assemblato (primo prototipo) dell'avviatore statico CC e CA
Figura 8, 9: Assemblato (primo prototipo) dell'avviatore statico CC e CA
Figura 8, 9: Assemblato (primo prototipo) dell'avviatore statico CC e CA
Figura 8, 9: Assemblato (primo prototipo) dell'avviatore statico CC e CA

Schema di cablaggioLa Figura 10 mostra lo schema di cablaggio dell'avviatore statico CA e la Figura 11 mostra lo schema di cablaggio dell'avviatore statico CC.

Fase 9: Figura 10, 11: Schemi di cablaggio dell'avviatore statico CA e CC

Figura 10, 11: Schemi di cablaggio dell'avviatore statico CA e CC
Figura 10, 11: Schemi di cablaggio dell'avviatore statico CA e CC
Figura 10, 11: Schemi di cablaggio dell'avviatore statico CA e CC
Figura 10, 11: Schemi di cablaggio dell'avviatore statico CA e CC

Distinta materiali

Puoi considerare la distinta base nella foto qui sotto

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