AC ve DC Yükler için Yumuşak Yolverici (Ani Akım Sınırlayıcı): 10 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:17

Kalkış akımı/Açma akımı dalgalanması, bir elektrikli cihaz tarafından ilk açıldığında çekilen maksimum anlık giriş akımıdır. Kalkış akımı, yükün sabit durum akımından çok daha yüksektir ve bu, sigortanın atması, yük arızası, yükün ömrünün azalması, anahtar kontaklarında kıvılcımlar vb. gibi birçok sorunun kaynağıdır. Aşağıdaki şekil, üzerinde yakalanan ani akım olgusunu göstermektedir. Siglent SDS1104X-E osiloskop. Uzun diken açıktır. Bu yazıda bu sorunu kolay ama etkili bir çözümle çözmeye çalıştım. Hem AC hem de DC yükler için iki devre tanıttım.

Gereçler

Makale:

[1] DB107 Veri Sayfası:

[2] BD139 Veri Sayfası:

[3] DB107 Şematik Sembolü ve PCB Ayak İzi:

[4] BD139 Şematik Sembol ve PCB Ayak İzi:

[5] CAD Eklentileri:

Adım 1: SDS1104X-E DSO'da Yakalanan Ani Akım Ani Artışı (Tek Çekim Modu)

AC Soft StarterŞekil-1 cihazın şematik diyagramını göstermektedir. P1, 220V-AC girişi ve ON/OFF anahtarını devreye bağlamak için kullanılır. AC voltajını azaltmak için C1 kullanılır. C1'in değeri, devrenin geri kalanı tarafından kullanılacak trafosuz besleme için akım işleme oranını da belirler. Bu uygulamada 470nF yeterliydi. R1, kullanıcı cihazı şebekeden ayırdığında herhangi bir istenmeyen yüksek voltaj şokunu önlemek için C1'i deşarj eder. R2, akımı sınırlamak için kullanılan 1W'lık bir dirençtir.

Adım 2: Şekil 1, AC Yumuşak Yolvericinin Şematik Şeması

BR1, AC voltajını DC'ye dönüştürmek için kullanılan bir DB107-G köprü doğrultucudur [1]. C2, dalgalanmayı azaltır ve R3, Kapatma sırasında C2'yi boşaltır. Ayrıca, doğrultulmuş voltajı makul bir seviyede tutmak için minimum yük sağlar. R4, voltajı azaltır ve devrenin geri kalanı için akımı sınırlar. D1, 15V Zener diyottur ve voltajı 15V'un altında sınırlamak için kullanılmıştır. C3, R5 ve R6, röle için bir zamanlayıcı ağı oluşturur. Röle aktivasyonunu geciktirdiği anlamına gelir. R6 değeri esastır, voltajı çok düşürmek için çok düşük olmamalı ve şebeke tepki süresini azaltmak için çok yüksek olmamalıdır. 1K, nispeten yüksek AÇIK/KAPALI anahtarlama hızı için tatmin edici bir deşarj oranı sağladı. Benim deneylerime göre bu ağ yeterli gecikme ve tepki süresi sağlıyor, tabi ki bunları uygulamalarınıza göre değiştirmekte özgürsünüz.

Q1, röleyi etkinleştirmek/devre dışı bırakmak için NPN BD139 [2] transistörüdür. D2, Q1'i röle indüktörünün ters akımlarından korur. R7, AÇIK dönüş ani akımını sınırlayan 5W serisi bir dirençtir. Kısa bir gecikmeden sonra röle direnci kısa devre yapar ve yüke tam güç uygulanır. R7'nin değeri 27R olarak ayarlanmıştır. Yükünüze veya uygulamanıza bağlı olarak değiştirebilirsiniz.

DC Kontrollü BaşlatıcıŞekil 2, DC kontrollü başlatıcının şematik diyagramını gösterir. AC yumuşak yol vericinin bazı küçük değişikliklerle daha basit bir versiyonudur.

Adım 3: Şekil 2, DC Yumuşak Yolvericinin Şematik Şeması

P1, 12V beslemeyi ve AÇMA/KAPAMA anahtarını panoya bağlamak için kullanılır. R2, R3 ve C2, röle için gecikme ağını oluşturur. R4, akım sınırlama direncidir. AC kontrollü başlatıcı ile aynı şekilde, özel yükünüz veya uygulamanız için gecikme ağını ve R4 değerlerini değiştirmekte özgürsünüz.

PCB Düzeni Şekil 3, AC kontrollü başlatıcının PCB düzenini gösterir. Tüm bileşen paketleri DIP'dir. Tahta tek bir katmandır ve inşa edilmesi oldukça kolaydır.

Adım 4: Şekil 3, AC Yumuşak Yolvericinin PCB Düzeni

Şekil 4, DC kontrollü başlatıcının PCB düzenini gösterir. Yukarıdakiyle aynı, tüm bileşen paketleri DIP'dir ve kart tek bir katmandır.

Adım 5: Şekil 4, DC Yumuşak Yolvericinin PCB Düzeni

Her iki tasarım için de SamacSys şematik sembollerini ve PCB ayak izlerini kullandım. Özellikle DB107 [3] ve BD139 [4] için. Bu kütüphaneler ücretsizdir ve endüstriyel IPC standartlarını takip eder. Altium Designer CAD yazılımını kullandım, bu yüzden SamacSys Altium Eklentisini [5] kullandım (Şekil 5).

Adım 6: Şekil 5, SamacSys Altium Eklentisi ve Kullanılan Bileşen Kitaplıkları

Şekil 6, AC kontrollü başlatıcının 3 boyutlu görünümünü ve Şekil 7 DC kontrollü başlatıcının 3 boyutlu görünümünü gösterir.

Adım 7: Şekil 6, 7: AC ve DC Yumuşak Yolvericilerden 3B Görünümler

Montaj Şekil 8, monte edilmiş AC kontrollü başlatıcı kartını gösterir ve şekil 9, monte edilmiş DC kontrollü başlatıcıyı gösterir.

Adım 8: Şekil 8, 9: DC ve AC Yumuşak Yolvericinin Montajı (İlk Prototip)

Kablo Bağlantı Şeması Şekil 10, AC kontrollü başlatıcının bağlantı şemasını ve Şekil 11, DC kontrollü başlatıcının bağlantı şemasını gösterir.

Adım 9: Şekil 10, 11: AC ve DC Yumuşak Yolvericinin Kablo Şemaları

Malzeme Listesi

Aşağıdaki resimdeki malzeme listesini inceleyebilirsiniz

Adım 10: Malzeme Listesi