Пусковой ток конденсатора

Я должен отфильтровать цепь управления питанием и, как обычно, я использую множество конденсаторов параллельно. Некоторые из этих конденсаторов относятся к типам тантала или алюминиевого полимера, с номинальным током пульсации 3 А или около того ... при нормальной работе ток пульсаций будет просто отличным, но когда батарея будет впервые подключена к цепи, я ожидаю, что конденсаторы будут ведут себя как короткое замыкание, потребляя огромный пусковой ток, который превышает его пульсирующий ток.

Должен ли я беспокоиться об этом и сделать какую-то медленную схему запуска для зарядки конденсаторов, или это просто нормально?

Пример схемы:

^{смоделировать эту схему - схема, созданная с использованием CircuitLab}

NTC должен работать нормально, так как любые переходные процессы будут поступать от конденсаторов в более позднее время.

Тем не менее, здесь есть довольно простая схема плавного пуска с небольшим отличием от тех, которые обычно встречаются с RC-цепью на затворе MOSFET - я добавил некоторую отрицательную обратную связь с эмиттером NPN для более предсказуемого контроля времени нарастания.
Отказ от ответственности - я не проверял эту схему, только быстро собрал в SPICE, надеюсь, я не пропустил ничего глупого. Очевидно, вы можете изменить значения в соответствии с вашими целями.

РЕДАКТИРОВАТЬ - номер детали MOSFET не является рекомендацией (спасибо Zebonaut), а просто случайной частью SPICE. Убедитесь, что вы выбрали подходящую деталь для схемы. NPN может быть любой частью общего назначения (например, 2N3904)

Моделирование:

также следуйте этим указаниям по применению.

1. http://www.bonavolta.ch/hobby/files/MotorolaAN1542.pdf

2. https://www.wpi.edu/Pubs/E-project/Available/E-project-042512-120740/unrestricted/Inrush_Transient_Current_Mitigation.pdf .

если входной ток очень меньше, попробуйте с ограничением тока индуктора.

Я просто переписываю несколько слов из поста на другом форуме

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

«Максимальный возможный пиковый ток составляет Vpeak * 2 / (w * L). Однако индуктор не только ограничивает пусковой ток, но также ограничивает ток установившегося состояния, поэтому вам нужно выбрать значение, чтобы оно не изменялось. исходное потребление тока слишком велико. Так что это означает, что если у вас есть устройство, которое обычно потребляет 5 ампер, но имеет 100-амперный пусковой ток, вам нужно будет выбрать индуктор, который ограничивает пусковой ток, возможно, до 20 ампер или что-то подобное, чтобы По окончании пускового периода устройство продолжает работать в обычном режиме.

Кроме того, при использовании индукторов вы должны быть осторожны, чтобы не отключить их внезапно от цепи, иначе они могут перегореть другими компонентами, даже выключателями.

Возможно, вы сможете использовать индуктор и какую-то коммутационную цепь, которая закорачивает индуктор после истечения времени пуска ».

попробуйте рассчитать пусковой ток, который содержит 2 фактора, один из которых основан на ESR конденсаторов, а другой основан на i = C * dV / dT, рассчитайте оба, принимая минимальное значение обоих. Ссылаться на. Вопрос о пусковом токе в LDO

проверьте максимальный требуемый ток.

с индуктором и защитой может быть осуществимо для слаботочных конструкций.

Танталовые конденсаторы имеют максимальный пиковый ток, и вам действительно следует об этом беспокоиться (или, скорее, учтите это в своем проекте). Танталы известны тем, что получают серьезные повреждения, даже когда макс. напряжение или ток нарушаются только один раз и ненадолго.

Пример руководства по применению от AVX, KEMET и других, вероятно, даст вам похожую информацию:

1.2.4 Эффект скачков

Твердые конденсаторы из тантала и OxiCap® имеют ограниченную способность выдерживать скачки напряжения и тока. Это общее со всеми другими электролитическими конденсаторами и связано с тем, что они работают под очень высоким электрическим напряжением на диэлектрике. Например, танталовый конденсатор на 6 вольт имеет электрическое поле 167 кВ / мм при работе на номинальном напряжении. Конденсаторы OxiCap® работают при электрическом поле значительно меньше 167 кВ / мм. [...] Твердые танталовые конденсаторы и OxiCap® обладают способностью самовосстановления, обеспечиваемой полупроводниковым слоем диоксида марганца, используемым в качестве отрицательной пластины. Однако это ограничено в приложениях с низким импедансом. В случае цепей с низким импедансом конденсатор, вероятно, будет подвержен скачкам тока.

Снижение номинальных характеристик конденсатора повышает надежность компонента. [...] В цепях, которые подвергаются быстрой зарядке или разрядке, рекомендуется защитный резистор 1 Ом / В. Если это невозможно, на танталовых конденсаторах следует использовать коэффициент снижения до 70%. [...]

( Источник )

Кроме того, индуктивность проводов между источником и входом устройства может вызывать некоторые звуки вместе с входными конденсаторами, что может привести к неожиданно высоким напряжениям и нарушению макс. всплеск напряжения рейтинга. Они советуют вам использовать снижение на 70% (!) По какой-то причине при использовании колпачков из тантала.

Алюминиевые электролитические конденсаторы требуют большего вреда.

Основная причина, по которой я знаю номинальный ток пульсации, - это тепло, накапливаемое током, проходящим через ESR конденсатора. Для случаев включения есть только одно событие, и оно не будет накапливать достаточно тепла, чтобы повредить компонент, если только не происходит что-то действительно эзотерическое.

Вы можете легко рассчитать пусковой ток; разделить входное напряжение на ESR конденсатора; это максимальный пусковой ток в самом начале. Конечно, дифференциальное уравнение зарядки означает, что он сразу начнет видеть более низкий ток.