Пусковой ток - это максимальный мгновенный входной ток, потребляемый при включении электропитания для многих типов устройств.
Есть несколько категорий устройств, специально предназначенных для ограничения пускового тока: активные или пассивные варианты. Например, термистор с отрицательным температурным коэффициентом (NTC-термистор) относится к пассивным устройствам, пользующемуся большой популярностью за счет простоты конструкции и дешевизны. Однако не пригоден в экстремальных погодных условиях. Активную защиту оказывают, например, устройства плавного пуска или регуляторы напряжения. Такая техника отличается существенной дороговизной. Как мы видим, у каждого подхода свои преимущества и недостатки, о которых мы поговорим более детально. Наиболее подходящий метод подавления пускового тока для конкретного применения зависит от цены на комплектующие, уровня мощности оборудования и частоты, с которой оборудование может подвергаться пусковым токам.
Что такое термистор ограничения пускового тока (ограничитель перенапряжения)?
Ограничители пускового тока являются одними из наиболее распространенных вариантов конструкций, используемых при переключении источников питания для предотвращения повреждений, вызванных скачками пускового тока. Термистор - это термочувствительный резистор с сопротивлением, которое значительно и предсказуемо изменяется в результате изменений температуры. Сопротивление ограничивающее перенапряжения термистора уменьшается с увеличением его температуры. Когда ограничитель пускового тока самонагревается, через него начинает течь ток. Его сопротивление начинает падать, и относительно небольшой поток тока заряжает конденсаторы в источнике питания. После того, как конденсаторы в источнике питания станут заряженными, самонагревающийся ограничитель пускового тока предлагает небольшое сопротивление в цепи.
На сегодняшний день ограничители пускового тока доступны в широком диапазоне начальных уровней сопротивления и токоведущей способности. Производят ограничители пускового тока в диапазоне от 0,2 до 220 Ом от начального сопротивления. Некоторые конструкции рассчитаны на менее чем один ампер, в то время как другие рассчитаны на до 36 ампер.
Недавнее исследование DSG показало, что термисторы NTC являются наиболее популярным типом устройств для подавления пускового тока для источников питания, в настоящее время занимают более 90% рынка компонентов для этой цели.
Каково время охлаждения ограничителя пускового тока?
Поскольку ограничители нагреваются после того, как они подавляют пусковые токи, этим устройствам требуется время на охлаждение после отключения питания. Это время охлаждения или «восстановления» позволяет достаточно увеличить сопротивление термистора NTC, чтобы обеспечить требуемое подавление пускового тока в следующий раз. Время охлаждения NTC зависит от конкретного устройства, способа его монтажа и температуры окружающей среды. Типичное время охлаждения составляет примерно одну минуту.
Каковы другие применения термисторов NTC?
Помимо своей полезности в подавлении пускового тока, точный температурный отклик, высокая стабильность и отличная надежность термисторов NTC хорошо подходят для многих других областей электронного проектирования. Например, они часто используются в таких приложениях, как измерение температуры, регулирование температуры, температурная компенсация, регулирование напряжения, измерение воздушного потока и уровня жидкости, а также при создании цепей задержки времени.
NTC-термистор против активных устройств
Одним из преимуществ термисторов NTC перед активными устройствами подавления пускового тока является более низкая стоимость комплектующих. Однако ценовая планка каждого элемента зависит от уровня мощности источника питания, для которого он предназначен. Как правило, чем выше уровень мощности, тем больше и дороже комплектующее устройство.
Вторым преимуществом является более простая конструкция. Поскольку в схемах обычно используется меньше компонентов, то они менее сложны. В свою очередь, более простая конструкция сокращает время необходимое для разработки возможности подавления пускового тока источника питания. Снижение количества компонентов также снижает вероятность брака в производстве из-за неисправных элементов. Конструкции для подавления перенапряжений на основе ограничителя пускового тока обычно требуют гораздо меньше места на плате источника питания. Данный фактор может быть решающим, если речь идет о нехватке территориального ресурса.
Несмотря на экономические плюсы и преимущества простоты конструкции, представленные термисторов NTC, в некоторых ситуациях активные устройства могут выступать в качестве более подходящего варианта. Например, в случаях, когда критически важны возможности «горячего перезапуска». Преимущество связано с тем, что время охлаждения/восстановления необходимое для достаточного увеличения сопротивления ограничителя пускового тока обеспечивает необходимый уровень защиты от пускового тока. Если питание падает в течение меньшего периода, чем указанное время восстановления, скажем, в течение нескольких секунд, термистор не сможет охладиться и вернуться к своему первоначальному уровню сопротивления. Когда питание снова включается, сопротивление слишком низкое, чтобы обеспечить достаточную защиту от пускового тока, поэтому цепи могут быть повреждены, перегорели предохранители и т. Д. Активные цепи обеспечивают меньшее рассеивание мощности, чем ограничители пускового тока при более высоких номинальных мощностях (обычно выше 300 Вт), поскольку эти конструкции обычно работают намного холоднее, чем NTC, их требования к рассеиванию тепла / теплоотдаче меньше.
Источник: 20kv.ru
