Soft Starter (startstrømbegrænser) til AC- og DC -belastninger: 10 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Startstrøm/Tænd-strøm er den maksimale øjeblikkelige indgangsstrøm, der trækkes af en elektrisk enhed, første gang den tændes. Startstrøm er meget højere end belastningens steady-state strøm, og det er kilden til mange problemer, såsom sikring, der blæser op, belastningsfejl, belastningens levetid reducering, gnister ved kontaktkontakterne … osv. Figuren herunder viser fænomenet startstrøm fanget på oscilloskopet Siglent SDS1104X-E. Den lange spids er klar. I denne artikel forsøgte jeg at løse dette problem med en let, men effektiv løsning. Jeg har introduceret to kredsløb til både AC- og DC -belastninger.

Forbrugsvarer

Artikel:

[1] DB107 Datablad:

[2] BD139 Datablad:

[3] DB107 skematisk symbol og PCB -fodaftryk:

[4] BD139 skematisk symbol og PCB -fodaftryk:

[5] CAD-plugins:

Trin 1: Start nuværende Spike fanget på SDS1104X-E DSO (Single-Shot Mode)

AC Soft StarterFigure-1 viser skematisk diagram over enheden. P1 bruges til at slutte 220V-AC-indgangen og ON/OFF-kontakten til kredsløbet. C1 bruges til at reducere AC -spændingen. Værdien af C1 bestemmer også den aktuelle håndteringshastighed for den transformerfrie forsyning, der skal bruges af resten af kredsløbet. I denne applikation var 470nF tilstrækkelig. R1 aflader C1 for at undgå uønsket højspændingsstød, når brugeren afbryder enheden fra lysnettet. R2 er en 1W modstand, der er blevet brugt til at begrænse strømmen.

Trin 2: Figur 1, skematisk diagram over AC Soft Starter

BR1 er en DB107-G bro-ensretter [1], der er blevet brugt til at konvertere AC-spændingen til DC. C2 reducerer krusningen, og R3 aflader C2 ved slukning. Det giver også en minimumsbelastning for at holde den ensrettede spænding på et rimeligt niveau. R4 reducerer spændingen og begrænser strømmen for resten af kredsløbet. D1 er en 15V zener -diode og er blevet brugt til at begrænse spændingen under 15V. C3, R5 og R6 opbygger et timernetværk til relæet. Det betyder, at det gør en forsinkelse for relæaktiveringen. R6 -værdien er afgørende, den bør ikke være for lav til at tabe spændingen for meget, og den bør ikke være for høj til at reducere netværkets responstid. 1K gav en tilfredsstillende afladningshastighed for relativt høj TÆND/SLUK -hastighed. Med mine eksperimenter giver dette netværk nok forsinkelse og responstid, selvfølgelig er du fri til at ændre dem baseret på dine applikationer.

Q1 er NPN BD139 [2] transistoren for at aktivere/deaktivere relæet. D2 beskytter Q1 mod relæets induktors tilbagestrømme. R7 er en 5W -seriemodstand, der begrænser Tænd -startstrømmen. Efter en kort forsinkelse kortslutter relæet modstanden, og fuld effekt gælder belastningen. Værdien af R7 er sat til 27R. Du kan ændre det afhængigt af din belastning eller applikation.

DC Soft Starter Figur 2 viser det skematiske diagram for DC soft starter. Det er en enklere version af AC soft starter med nogle mindre ændringer.

Trin 3: Figur 2, skematisk diagram over DC Soft Starter

P1 bruges til at forbinde 12V forsyningen og TÆND/SLUK -kontakten til kortet. R2, R3 og C2 udgør forsinkelsesnetværket for relæet. R4 er strømbegrænsningsmodstanden. Det samme som AC soft starter, du er fri til at ændre forsinkelsesnetværket og R4 -værdierne til din specifikke belastning eller applikation.

PCB -layout Figur 3 viser PCB -layoutet til AC -softstarteren. Alle komponentpakker er DIP. Pladen er et enkelt lag og ret let at bygge.

Trin 4: Figur 3, PCB -layout af AC Soft Starter

Figur 4 viser PCB -layoutet for DC -softstarteren. Det samme som ovenfor, alle komponentpakker er DIP, og tavlen er et enkelt lag.

Trin 5: Figur 4, PCB -layout af DC Soft Starter

Til begge designs brugte jeg SamacSys skematiske symboler og PCB -fodaftryk. Specifikt til DB107 [3] og BD139 [4]. Disse biblioteker er gratis og følger industrielle IPC -standarder. Jeg brugte Altium Designer CAD -software, så jeg brugte SamacSys Altium Plugin [5] (figur 5).

Trin 6: Figur 5, SamacSys Altium -plugin og brugte komponentbiblioteker

Figur 6 viser en 3D -visning af AC -softstarteren og figur 7 viser en 3D -visning af DC -softstarteren.

Trin 7: Figur 6, 7: 3D -visninger fra AC og DC Soft Starters

Montering Figur 8 viser det samlede AC bløde startkort og figur 9 viser det samlede DC soft starter.

Trin 8: Figur 8, 9: Samlet (første prototype) af DC og AC Soft Starter

Koblingsdiagram Figur 10 viser ledningsdiagrammet for vekselstrømsstarteren, og figur 11 viser ledningsdiagrammet for jævnstrømsstarteren.

Trin 9: Figur 10, 11: Ledningsdiagrammer over AC og DC Soft Starter

Materialeseddel

Du kan overveje styklisten på billedet herunder