Cause dei picchi di corrente in un alimentatore a commutazione
Tra i vari alimentatori comunemente utilizzati nel passato e nel presente, gli alimentatori a commutazione sono molto popolari e generalmente possono soddisfare qualsiasi requisito di progettazione. Questo alimentatore è molto economico, ma presenta anche alcuni problemi di progettazione industriale. Questo è il difetto intrinseco di molti alimentatori switching (in particolare gli alimentatori switching ad alta potenza): devono assorbire una grande corrente al momento dell'accensione. Questa corrente di picco può raggiungere da 10 a 100 volte la corrente operativa di quiescenza dell'alimentatore. Di conseguenza potrebbero sorgere almeno due problemi. Innanzitutto, se l'alimentatore CC non è in grado di fornire una corrente di avviamento sufficiente, l'alimentatore a commutazione potrebbe entrare in uno stato bloccato e non può avviarsi; in secondo luogo, questo picco di corrente può causare una diminuzione della tensione di alimentazione in ingresso tale da causare una momentanea perdita di potenza da parte di altre fonti di alimentazione che utilizzano lo stesso alimentatore in ingresso.
Il metodo tradizionale di limitazione della corrente di picco in ingresso consiste nel collegare in serie un resistore di limitazione di corrente del termistore con coefficiente di temperatura negativo (NTC). Tuttavia questo semplice metodo presenta numerosi inconvenienti: ad esempio, l'effetto di limitazione della corrente del resistore NTC è fortemente influenzato dalla temperatura ambiente. L'effetto si ottiene solo parzialmente durante brevi interruzioni della rete principale di ingresso (dell'ordine di poche centinaia di millisecondi). Le perdite di potenza nel resistore NTC riducono l'efficienza di conversione dell'alimentatore switching... In effetti, i due problemi sopra sollevati possono essere risolti con un "circuito soft start", che verrà introdotto in dettaglio di seguito.
1. Cause dei picchi di corrente negli alimentatori switching
La maggior parte dei circuiti di ingresso degli alimentatori a commutazione utilizzano circuiti raddrizzatori con filtro condensatore. Quando l'alimentazione in ingresso è accesa, poiché la tensione iniziale sul condensatore è zero, si formerà una grande corrente di picco nel momento in cui il condensatore viene caricato. Soprattutto per gli alimentatori switching ad alta potenza, che utilizzano condensatori di filtro di capacità maggiore possono aumentare la corrente di picco fino a oltre 100 A. Un picco di corrente così elevato nel momento in cui viene accesa l'alimentazione spesso causa la rottura del fusibile di ingresso o la bruciatura dei contatti dell'interruttore di chiusura, causando danni da sovracorrente al ponte raddrizzatore; nel peggiore dei casi, ciò causerà anche la mancata chiusura dell'interruttore dell'aria. I fenomeni di cui sopra potrebbero impedire il corretto funzionamento dell'alimentatore switching. Per questo motivo, quasi tutti gli alimentatori a commutazione sono dotati di un circuito di avvio graduale per impedire la corrente di spunto e garantire il funzionamento normale e affidabile dell'alimentatore del robot di seconda mano.
2. Principio di funzionamento elettrico del circuito di avvio graduale
Se si utilizza un "circuito di avvio graduale" per eliminare la corrente di spunto quando viene avviato l'alimentatore a commutazione, è possibile evitare gli inconvenienti del tradizionale metodo di limitazione della corrente di spunto sopra menzionato. Il controllo dell'avvio dell'alimentatore switching per eliminare la corrente di spunto tramite "soft start" prevede due principi di progettazione: rimuovere il carico al momento dell'accensione e limitare contemporaneamente la corrente utile. Se il carico non viene azionato, la corrente dell'alimentatore switching è generalmente molto piccola all'avvio. In molti casi, la corrente di avviamento potrebbe effettivamente essere inferiore alla corrente operativa a regime stazionario mantenuta utilizzando questo metodo.
