커패시터 돌입 전류

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전원 제어 회로를 필터링해야하며 평소처럼 많은 커패시터를 병렬로 사용하고 있습니다. 이 커패시터 중 일부는 탄탈륨 또는 알루미늄 폴리머 유형이며 리플 전류 정격이 3 암페어 정도입니다 ... 정상 작동시 리플 전류는 괜찮을 것입니다. 그러나 배터리가 회로에 처음 연결되면 커패시터가 단락 회로처럼 동작하여 리플 전류를 초과하는 엄청난 돌입 전류를 소비합니다.

이것에 대해 걱정하고 커패시터를 충전하기 위해 일종의 슬로우 스타트 회로를 만들어야합니까, 아니면 괜찮습니까?

회로 예 :

개략도

^{이 회로 시뮬레이션 – CircuitLab을 사용하여 작성된 회로도}

capacitor inrush-current

— mFeinstein
소스

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"걱정해야한다"는 꽤 광범위한 문제입니다. 그것은 실제로 소스와로드의 기능에 달려 있습니다. 어쨌든 전압 입력시 일종의 NTC는 나쁜 생각이 아닙니다. 그러나 응용 프로그램의 크기 / 유형에 대한 추가 정보가 필요합니다. 또한 전체 주파수 응답을 최적화하기 위해 개별 커패시터의 값을 약간 변경하고 싶습니다. 5 개의 2.2uF 캡 대신 4.7, 2.2, 1.0 및 0.1을 사용할 수 있습니다. 그런 것.

— scld

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괜찮은 답변 인 @ChrisL을 하나의 게시물로 게시해야합니다.

— Andy 일명

크리스, 나는 이것이이 커패시터는 내가 가지고있는 시계 디커플링에 대한 시뮬레이션을 기반으로 선택 ... 모터 제어 응용 프로그램이며 현재의 높은 버스트이 예상되는 이후 NTC가없는 오히려 것

— mFeinstein

이것에서 일종의 조정기 다운 스트림이 있습니까?

— 매트 영

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축전기가 나중에 커패시터에서 공급되므로 NTC가 제대로 작동해야합니다.

그러나 여기 MOSFET 게이트의 RC 회로에서 일반적으로 보이는 것과 약간 다른 소프트 스타트 회로가 있습니다. 상승 시간을보다 정확하게 제어하기 위해 NPN의 이미 터에 약간의 부정적인 피드백을 추가했습니다.
면책 조항-나는이 회로를 테스트하지 않았으며 SPICE에서 빠르게 함께 던져졌지만 어리석은 것을 놓치지 않았습니다. 분명히 목적에 맞게 값을 변경할 수 있습니다.

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

편집-MOSFET 부품 번호는 권장 사항이 아니며 임의의 SPICE 부품입니다. 회로 요구 사항에 적합한 부품을 선택하십시오. NPN은 모든 범용 부품 일 수 있습니다 (예 : 2N3904).

시뮬레이션:

여기에 이미지 설명을 입력하십시오

— 올리 글레이저
소스

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이 MOSFET 회로는 훌륭하고 우아합니다. 그러나 MOSFET 안전 작동 영역을 확인해야합니다 (이 경우 fairchildsemi.com/ds/FD/FDS4559.pdf , 9 페이지). 약의 전류로. 15mA (여기에서와 같이), 모두 양호하지만 12V에서 100mA 이상은 이미 너무 많습니다. 3.5A 등급의 장치에서는 매우 예상치 못한 결과입니다! 이것은 거의 알려지지 않았지만 매우 일반적인 문제이며, 특히 여기와 같은 핫 스왑 (선형 모드) 회로에서 사용될 때 스위칭 애플리케이션을 위해 설계된 최신 MOSFET에 적합합니다. 또한보십시오 : electronics.stackexchange.com/a/36625/930

— zebonaut

@Oli Glaser,이 회로를 이와 같은 역 전압 보호와 결합 할 수 있다고 생각하십니까? hackaday.com/2011/12/06/reverse-voltage-protection-with-ap-fet

— mFeinstein

@ mFeinstein-예, 제대로 작동해야한다고 생각합니다.

— Oli Glaser

@zebonaut-좋은 점은 실제로 LTSpice의 목록에서 무작위로 FET를 선택했기 때문에 부품 번호는 전혀 권장되지 않습니다. 부품에 대한 좋은 아이디어를 얻는 데 매우 유용합니다 (많은 MOSFET은 스위칭을 염두에두고 설계되었으며 일부는 SOA 그래프에서 DC 정격을 갖지 않음)

— Oli Glaser

@ OlliGlaser 나는 Hackaday가 제공하는 회로에서 MOSFET이 역전되어 내부 다이오드 (시뮬레이션에 표시되지 않음)가 잘못된 방향으로 흐르는 모든 전류를 차단하기 때문에 이것을 요청했습니다.

— mFeinstein

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이 애플리케이션 노트도 따르십시오.

입력 전류가 매우 적 으면 인덕터 전류 제한으로 시도하십시오.

다른 포럼의 게시물에서 몇 마디 만 다시 쓰고 있습니다.

http://www.electro-tech-online.com/general-electronics-chat/128617-how-inductor-limit-inrush-current.html

"가능한 최대 전류 피크는 Vpeak * 2 / (w * L)입니다. 그러나 인덕터는 돌입 전류를 제한 할뿐만 아니라 정상 상태 전류도 제한하므로 변경되지 않도록 값을 선택해야합니다. 따라서 일반적으로 5A를 소비하지만 100A의 돌입 전류를 갖는 장치가있는 경우 돌입을 20A 또는 그 이상으로 제한하는 인덕터를 선택해야합니다. 유입 기간이 끝난 후에도 장치는 여전히 정상적으로 작동합니다.

또한 인덕터를 사용할 때 회로에서 갑자기 분리하지 않도록주의해야합니다. 그렇지 않으면 스위치를 비롯한 다른 구성 요소가 끊어 질 수 있습니다.

돌입 시간이 끝난 후에 인덕터와 인덕터를 단락시키는 일종의 스위칭 회로를 사용할 수 있습니다. "

하나는 커패시터의 ESR을 기반으로하고 다른 하나는 i = C * dV / dT를 기반으로하는 두 가지 요소를 포함하는 돌입 전류를 계산하십시오. 두 값 모두 최소값을 취하십시오. 인용하다. LDO의 돌입 전류에 관한 질문

필요한 최대 전류를 확인하십시오.

인덕터가 있고 저 전류 설계에 보호가 가능할 수 있습니다.

— 사용자
소스

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탄탈륨 커패시터는 최대 피크 전류 정격을 가지므로 실제로 걱정해야합니다 (또는 설계시 고려). 탄탈은 최대치에도 심각한 손상을 입는 것으로 유명합니다. 전압 또는 전류 정격은 단 한 번만 위반하면됩니다.

AVX, KEMET 등의 응용 프로그램 지침 예는 비슷한 정보를 제공 할 것입니다.

1.2.4 서지의 영향

탄탈룸 및 OxiCap® 커패시터는 전압 및 전류 서지를 견딜 수있는 기능이 제한적입니다. 이것은 다른 모든 전해 커패시터와 공통이며 유전체 전체에서 매우 높은 전기 스트레스 하에서 작동하기 때문입니다. 예를 들어 6V 탄탈륨 커패시터는 정격 전압에서 작동 할 때 전기장이 167kV / mm입니다. OxiCap® 커패시터는 전기장에서 167 kV / mm보다 훨씬 작게 작동합니다. [...] 고체 탄탈륨 커패시터와 OxiCap®은 음극판으로 사용되는 이산화망간 반도체 층에 의해 제공되는자가 치유 능력을 가지고 있습니다. 그러나 이것은 저임피던스 애플리케이션에서는 제한적입니다. 저임피던스 회로의 경우 커패시터는 전류 서지로 인해 스트레스를받을 수 있습니다.

커패시터를 줄이면 부품의 신뢰성이 높아집니다. [...] 급속 충전 또는 방전되는 회로에서는 1Ω / V의 보호 저항이 권장됩니다. 이것이 불가능한 경우 탄탈륨 커패시터에 최대 70 %의 디 레이팅 팩터를 사용해야합니다. [...]

( 소스 )

또한 소스와 장치 입력 사이의 전선 인덕턴스가 입력 커패시터와 함께 일부 링잉을 유발할 수 있으며 이로 인해 예기치 않게 높은 전압이 발생하고 최대 값을 위반할 수 있습니다. 서지 전압 정격. 탄탈륨 캡을 사용할 때 70 % (!)의 디 레이팅을 사용하라고 알려줍니다.

알루미늄 전기식 축전기는 더 남용됩니다.

— 제보
소스

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리플 전류 정격에 대해 알고있는 주된 이유는 커패시터의 ESR을 통해 흐르는 전류에 의해 축적 된 열 때문입니다. 전원이 켜진 경우에는 단 하나의 이벤트 만 발생하며 실제로 난해한 것이 일어나지 않는 한 구성 요소를 손상시키기에 충분한 열을 발생시키지 않습니다.

돌입 전류를 쉽게 계산할 수 있습니다. 입력 전압을 커패시터의 ESR로 나눕니다. 이것은 시작시 바로 최대 유입 전류입니다. 물론 충전의 미분 방정식은 즉시 더 낮은 전류를보기 시작한다는 것을 의미합니다.

— 존 왓트
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