Arrencador suau (limitador de corrent d'entrada) per a càrregues de CA i CC: 10 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

El corrent d'entrada / la pujada d'engegada és el corrent d'entrada instantània màxima extret per un dispositiu elèctric quan s'encén per primera vegada. El corrent d'entrada és molt superior al corrent d'estat estacionari de la càrrega i això és l'origen de molts problemes com ara el fusible, la fallada de càrrega, la reducció de la vida útil de la càrrega, les espurnes als contactes del commutador … etc. l’oscil·loscopi Siglent SDS1104X-E. L’espiga llarga és clara. En aquest article, he intentat abordar aquest problema amb una solució fàcil, però eficaç. He introduït dos circuits tant per a càrregues de CA com de CC.

Subministraments

Article:

[1] Full de dades DB107:

[2] Full de dades BD139:

[3] Símbol esquemàtic DB107 i petjada del PCB:

[4] BD139 Símbol esquemàtic i petjada del PCB:

[5] Connectors CAD:

Pas 1: introduïu la pujada actual capturada al SDS1104X-E DSO (mode de tret simple)

AC Soft StarterFigure-1 mostra el diagrama esquemàtic del dispositiu. P1 s’utilitza per connectar l’entrada de 220V-AC i l’interruptor ON / OFF al circuit. C1 s’utilitza per reduir la tensió de corrent altern. El valor del C1 també determina la velocitat de maneig del corrent per al subministrament sense transformador que utilitzarà la resta del circuit. En aquesta aplicació, 470nF era adequat. R1 descarrega el C1 per evitar xocs d’alta tensió no desitjats quan l’usuari desconnecta el dispositiu de la xarxa elèctrica. R2 és una resistència de 1W que s’ha utilitzat per limitar el corrent.

Pas 2: Figura 1, diagrama esquemàtic de l'arrencada suau de CA

BR1 és un rectificador de pont DB107-G [1] que s'ha utilitzat per convertir la tensió de corrent altern a CC. C2 redueix la ondulació i R3 descarrega el C2 en apagar-lo. A més, proporciona una càrrega mínima per mantenir la tensió rectificada a un nivell raonable. R4 redueix la tensió i limita el corrent per a la resta del circuit. D1 és un díode Zener de 15V i s’ha utilitzat per limitar la tensió per sota de 15V. C3, R5 i R6 construeixen una xarxa de temporitzador per al relé. Vol dir que retarda l’activació del relé. El valor R6 és essencial, no ha de ser massa baix per baixar massa la tensió i no ha de ser massa alt per reduir el temps de resposta de la xarxa. 1K ha proporcionat una taxa de descàrrega satisfactòria per a una velocitat de commutació ON / OFF relativament alta. Amb els meus experiments, aquesta xarxa proporciona prou temps de resposta i retard, és clar, podeu modificar-los en funció de les vostres aplicacions.

Q1 és el transistor NPN BD139 [2] per activar / desactivar el relé. D2 protegeix el Q1 dels corrents inversos de l’inductor del relé. R7 és una resistència de la sèrie 5W que limita el corrent d’entrada d’encès. Després d'un curt retard, el relé fa un curtcircuit de la resistència i la potència màxima s'aplica a la càrrega. El valor del R7 s'ha definit en 27R. Podeu modificar-lo en funció de la vostra càrrega o aplicació.

DC Soft Starter La figura 2 mostra l’esquema esquemàtic del soft starter DC. És una versió més senzilla de l’arrencador suau de CA amb algunes modificacions menors.

Pas 3: Figura 2, diagrama esquemàtic de l'arrencada suau de CC

P1 s’utilitza per connectar l’alimentació de 12V i l’interruptor ON / OFF a la placa. R2, R3 i C2 fan la xarxa de retard per al relé. R4 és la resistència limitadora de corrent. Igual que l’arrencador suau de CA, podeu modificar lliurement els valors de retard de la xarxa i R4 per a la vostra càrrega o aplicació específica.

Disseny de PCB La figura 3 mostra el disseny de PCB de l’arrencador suau de CA. Tots els paquets de components són DIP. El tauler és d’una sola capa i bastant fàcil de construir.

Pas 4: Figura 3, Disseny de PCB de l'arrencada suau de CA

La figura 4 mostra el disseny de PCB de l’arrencador suau de CC. Igual que l'anterior, tots els paquets de components són DIP i la placa és d'una sola capa.

Pas 5: Figura 4, Disseny de PCB de l'arrencada suau de CC

Per a tots dos dissenys, he utilitzat els símbols esquemàtics SamacSys i les petjades del PCB. En concret, per al DB107 [3] i el BD139 [4]. Aquestes biblioteques són gratuïtes i segueixen les normes IPC industrials. He utilitzat el programari CAD Altium Designer, de manera que he utilitzat el complement SamacSys Altium [5] (Figura 5).

Pas 6: Figura 5, SamacSys Altium Plugin i biblioteques de components usats

La Figura 6 mostra una vista en 3D de l’arrencador suau de CA i la figura 7 mostra una vista en 3D de l’arrencador suau de CC.

Pas 7: Figura 6, 7: Vistes 3D des dels arrencadors suaus de CA i CC

Muntatge La figura 8 mostra el tauler d’arrencada suau de CA muntat i la figura 9 mostra el motor d’arrencada suau de CC muntat.

Pas 8: Figura 8, 9: Muntat (primer prototip) de l'arrencador suau de CC i CA

Diagrama de cablejat La figura 10 mostra el diagrama de cablejat de l’arrencador suau de CA i la figura 11 mostra el diagrama de cablejat de l’arrencador suau de CC.

Pas 9: Figura 10, 11: Esquemes de cablejat de l’arrencador suau de CA i CC

Factura de materials

Podeu considerar la llista de materials a la imatge següent