Corrente di spunto del condensatore

Devo filtrare un circuito di controllo dell'alimentazione e come al solito sto usando molti condensatori in parallelo. Alcuni di questi condensatori sono in polimero di tantalio o alluminio, con una corrente di ondulazione di circa 3 ampere ... durante il normale funzionamento la corrente di ondulazione andrà bene, ma quando la batteria viene collegata per la prima volta al circuito, mi aspetto che i condensatori si comportano come un corto circuito, consumando un'enorme corrente di spunto che supera la sua corrente di ondulazione.

Devo preoccuparmi di questi e creare una sorta di circuito ad avvio lento per caricare i condensatori, o va bene?

Esempio di circuito:

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

Un NTC dovrebbe funzionare correttamente, poiché eventuali transitori verranno forniti dai condensatori in un secondo momento.

Tuttavia, ecco un circuito di avviamento graduale piuttosto semplice con una piccola differenza rispetto a quelli visti comunemente con un circuito RC sulla porta MOSFET: ho aggiunto un feedback negativo all'emettitore dell'NPN per controllare il tempo di salita in modo più prevedibile.
Disclaimer - Non ho testato questo circuito, solo rapidamente messo insieme in SPICE, speriamo di non aver perso nulla di stupido però. Ovviamente puoi modificare i valori in base ai tuoi scopi.

EDIT - il numero di parte MOSFET non è una raccomandazione (grazie a Zebonaut) piuttosto solo una parte SPICE casuale. Assicurati di scegliere una parte adatta per i requisiti del circuito. L'NPN può essere qualsiasi parte di uso generale (come il 2N3904)

Simulazione:

seguire anche queste note applicative.

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 .

se la corrente di ingresso è molto inferiore, provare a limitare la corrente dell'induttore.

Sto solo riscrivendo alcune parole di un post in un altro forum

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

"Il picco di corrente massima possibile è Vpeak * 2 / (w * L). Tuttavia, l'induttore non limiterà solo la corrente di spunto ma limiterà anche la corrente di stato stazionario, quindi dovresti selezionare il valore in modo che non cambi l'assorbimento di corrente originale è eccessivo. Quindi, ciò significa che se si dispone di un dispositivo che assorbe normalmente 5 amp ma ha un picco di 100 amp, si dovrebbe selezionare un induttore che limita lo spunto a forse 20 amp o qualcosa del genere in modo che al termine del periodo di spunto il dispositivo continua a funzionare normalmente.

Inoltre, quando si utilizzano gli induttori, è necessario fare attenzione a non scollegarli improvvisamente da un circuito o potrebbero esplodere altri componenti, persino gli interruttori.

Potresti essere in grado di utilizzare un induttore e una sorta di circuito di commutazione che cortocircuita l'induttore dopo il tempo di punta ".

prova a calcolare la corrente di spunto, che contiene 2 fattori uno si basa sull'ESR dei condensatori e Altro si basa su i = C * dV / dT, calcola che entrambi assumano il valore minimo di entrambi. fare riferimento a. Domanda sulla corrente di spunto in LDO

verificare la corrente massima richiesta.

con induttore e protezione può essere possibile per progetti a bassa corrente.

I condensatori al tantalio hanno una corrente nominale massima di picco e dovresti davvero preoccupartene (o meglio, considerarlo nella tua progettazione). I tantalio sono noti per essere gravemente danneggiati anche quando un max. la tensione o la corrente vengono violate solo una volta e solo brevemente.

Esempio di linee guida per l'applicazione da AVX, KEMET e altri fornirà probabilmente informazioni simili:

1.2.4 Effetto delle sovratensioni

I condensatori di tantalio e OxiCap® solidi hanno una capacità limitata di resistere a picchi di tensione e corrente. Questo è in comune con tutti gli altri condensatori elettrolitici ed è dovuto al fatto che funzionano sotto un'elevata tensione elettrica attraverso il dielettrico. Ad esempio, un condensatore al tantalio da 6 volt ha un campo elettrico di 167 kV / mm se utilizzato a tensione nominale. I condensatori OxiCap® operano in campo elettrico significativamente inferiore a 167 kV / mm. [...] I condensatori al tantalio solido e OxiCap® hanno un'abilità autorigenerante fornita dallo strato semiconduttore al biossido di manganese usato come piastra negativa. Tuttavia, questo è limitato nelle applicazioni a bassa impedenza. Nel caso di circuiti a bassa impedenza, è probabile che il condensatore sia sollecitato da picchi di corrente.

Il declassamento del condensatore aumenta l'affidabilità del componente. [...] Nei circuiti sottoposti a carica rapida o scarica si consiglia una resistenza di protezione di 1Ω / V. Se ciò è impossibile, si dovrebbe usare un fattore di declassamento fino al 70% sui condensatori al tantalio. [...]

( Fonte )

Inoltre, l'induttanza dei cavi tra la sorgente e l'ingresso del dispositivo può causare alcuni squilli con i condensatori di ingresso, che possono portare a tensioni inaspettatamente elevate e una violazione del max. picchi di tensione rating. Ti dicono di usare un declassamento del 70% (!) Per una ragione quando usi i tappi di tantalio.

I condensatori elettrolitici in alluminio prendono più abusi.

Il motivo principale che conosco per la corrente nominale di ondulazione è il calore accumulato dalla corrente che attraversa l'ESR del condensatore. Per i casi di accensione, c'è solo un evento, che non genererà abbastanza calore per danneggiare il componente, a meno che non stia succedendo qualcosa di veramente esoterico.

È possibile calcolare facilmente la corrente di spunto; dividere la tensione di ingresso per ESR del condensatore; questa è la massima corrente di spunto proprio all'inizio. Naturalmente l'equazione differenziale della carica significa che inizierà immediatamente a vedere una corrente più bassa.