Arus Masuk Kapasitor

Saya harus menyaring rangkaian kontrol daya dan seperti biasa saya menggunakan banyak kapasitor secara paralel. Beberapa kapasitor ini adalah jenis Tantalum atau Aluminium Polimer, dengan peringkat arus riak 3 amp atau lebih ... dalam operasi normal arus riak akan baik-baik saja, tetapi ketika baterai pertama kali dipasang pada rangkaian, saya berharap kapasitor akan berperilaku seperti korsleting, mengkonsumsi arus lonjakan besar yang melebihi arus riaknya.

Apakah saya harus khawatir tentang ini dan membuat semacam rangkaian start lambat untuk mengisi kapasitor, atau tidak apa-apa?

Contoh rangkaian:

^{mensimulasikan rangkaian ini - Skema dibuat menggunakan CircuitLab}

NTC harus berfungsi dengan baik, karena transien apa pun akan disuplai dari kapasitor di lain waktu.

Namun, berikut ini adalah rangkaian soft start yang cukup sederhana dengan perbedaan kecil dari yang terlihat pada umumnya dengan sirkuit RC di gerbang MOSFET - Saya menambahkan beberapa umpan balik negatif ke emitor NPN untuk mengontrol waktu naik lebih dapat diprediksi.
Penafian - Saya belum menguji sirkuit ini, hanya dengan cepat dilempar bersama dalam SPICE, semoga saya tidak melewatkan sesuatu yang bodoh. Jelas Anda dapat mengubah nilai yang sesuai dengan tujuan Anda.

EDIT - nomor bagian MOSFET bukan rekomendasi (terima kasih Zebonaut) bukan hanya bagian SPICE acak. Pastikan untuk memilih bagian yang cocok untuk persyaratan sirkuit. NPN dapat menjadi bagian tujuan umum apa pun (seperti 2N3904)

Simulasi:

ikuti catatan aplikasi ini juga.

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 .

jika arus input sangat kurang, coba dengan pembatasan arus Induktor.

Saya hanya menulis ulang beberapa kata dari posting di forum lain

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

"Puncak arus maks mungkin adalah Vpeak * 2 / (w * L). Namun, induktor tidak hanya akan membatasi arus masuk juga akan membatasi arus keadaan tunak sehingga Anda harus memilih nilai sehingga tidak berubah undian arus asli terlalu banyak. Jadi artinya ini adalah jika Anda memiliki perangkat yang menarik 5 amp secara normal tetapi memiliki lonjakan 100 amp, Anda harus memilih induktor yang membatasi lonjakan arus hingga 20 amp atau sesuatu sehingga setelah periode inrush selesai perangkat masih beroperasi secara normal.

Juga, ketika menggunakan induktor Anda harus berhati-hati untuk tidak memutuskannya tiba-tiba dari sirkuit atau mereka bisa meledak komponen lain, bahkan switch.

Anda mungkin dapat menggunakan induktor dan semacam rangkaian switching yang menyingkat induktor setelah waktu inrush berakhir. "

mencoba untuk menghitung arus masuk, yang berisi 2 faktor satu didasarkan pada ESR dari kapasitor dan Lainnya didasarkan pada i = C * dV / dT, menghitung keduanya mengambil nilai minimum keduanya. mengacu pada. Pertanyaan tentang Arus Masuk di LDO

periksa tentang arus maksimum yang diperlukan.

dengan induktor dan perlindungan mungkin layak untuk desain arus rendah.

Kapasitor Tantalum memiliki peringkat arus puncak maksimum, dan Anda memang harus khawatir tentang hal itu (atau lebih tepatnya, pertimbangkan dalam desain Anda). Tantalum terkenal karena menjadi sangat rusak bahkan ketika maks. Peringkat tegangan atau arus dilanggar hanya sekali, dan hanya sebentar saja.

Contoh pedoman aplikasi dari AVX, KEMET, dan lainnya mungkin akan memberi Anda informasi yang serupa:

1.2.4 Pengaruh lonjakan

Kapasitor Tantalum dan OxiCap® yang solid memiliki kemampuan terbatas untuk menahan lonjakan tegangan dan arus. Ini sama dengan semua kapasitor elektrolit lainnya dan karena fakta bahwa mereka beroperasi di bawah tekanan listrik yang sangat tinggi di dielektrik. Misalnya kapasitor tantalum 6 volt memiliki Medan Listrik 167 kV / mm ketika dioperasikan pada tegangan pengenal. Kapasitor OxiCap® beroperasi pada medan listrik secara signifikan kurang dari 167 kV / mm. [...] Kapasitor tantalum padat dan OxiCap® memiliki kemampuan penyembuhan sendiri yang disediakan oleh lapisan semikonduktor Mangan Dioksida yang digunakan sebagai pelat negatif. Namun, ini terbatas pada aplikasi impedansi rendah. Dalam kasus sirkuit impedansi rendah, kapasitor cenderung ditekankan oleh lonjakan arus.

Penurunan kapasitor meningkatkan keandalan komponen. [...] Di sirkuit yang mengalami pengisian atau pelepasan cepat, resistor pelindung 1Ω / V direkomendasikan. Jika ini tidak mungkin, faktor penurunan hingga 70% harus digunakan pada kapasitor tantalum. [...]

( Sumber )

Juga, induktansi kabel antara sumber Anda dan input perangkat dapat menyebabkan beberapa dering bersamaan dengan kapasitor input, yang dapat menyebabkan tegangan tinggi yang tidak terduga dan pelanggaran maks. peringkat tegangan lonjakan . Mereka memberitahu Anda untuk menggunakan penurunan 70% (!) Karena suatu alasan ketika menggunakan topi tantalum.

Kapasitor elektrolit aluminium lebih banyak menyalahgunakan.

Alasan utama yang saya tahu untuk nilai arus riak adalah panas yang dibangun oleh arus yang mengalir melalui ESR kapasitor. Untuk kasing yang menyala, hanya ada satu peristiwa, dan itu tidak akan menghasilkan panas yang cukup untuk merusak komponen, kecuali sesuatu yang benar-benar esoteris sedang terjadi.

Anda dapat menghitung arus masuk dengan mudah; membagi tegangan input dengan ESR dari kapasitor; ini adalah arus lonjakan maksimum tepat di awal. Tentu saja persamaan diferensial pengisian berarti akan segera mulai melihat arus yang lebih rendah.