DE202016004285U1 - Active inrush current limit - Google Patents
Active inrush current limit Download PDFInfo
- Publication number
- DE202016004285U1 DE202016004285U1 DE202016004285.9U DE202016004285U DE202016004285U1 DE 202016004285 U1 DE202016004285 U1 DE 202016004285U1 DE 202016004285 U DE202016004285 U DE 202016004285U DE 202016004285 U1 DE202016004285 U1 DE 202016004285U1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- current
- voltage
- limiting device
- current limiting
- connection
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 7
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000005669 field effect Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
- H02H9/001—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection limiting speed of change of electric quantities, e.g. soft switching on or off
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H1/00—Details of emergency protective circuit arrangements
- H02H1/04—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks
- H02H1/043—Arrangements for preventing response to transient abnormal conditions, e.g. to lightning or to short duration over voltage or oscillations; Damping the influence of dc component by short circuits in ac networks to inrush currents
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Strombegrenzungsvorrichtung für elektronische oder elektrische Verbraucher, aufweisend: – Ein Mittel (5) zur Verbindung mit dem speisenden Netz, und – ein Mittel (15) zur Verbindung mit der Lastseite, und – eine Graetz-Gleichrichtstufe (1), und – Mittel zur aktiv geregelten Strombegrenzung ((7), (8), (11) und (12)) dadurch gekennzeichnet, dass in den Strompfad zwischen Netzeingangsspannung (4) und Ausgangsspannung (6) eine Graetz-Gleichrichtbrücke (1) in Serie geschaltet wird, wobei dieser Anschluss an deren Wechselspannungseingängen erfolgt und an derer Gleichspannungsausgangsseite ein strombegrenzender, aktiv regelnder Strompfad bestehend aus (8) und (12) in Verbindung mit einer Referenzspannungsquelle vorgesehen ist.Current limiting device for electronic or electrical consumers, comprising: - means (5) for connection to the feeding network, and - a means (15) for connection to the load side, and - a Graetz rectification stage (1), and - means for active regulated current limit ((7), (8), (11) and (12)) characterized in that in the current path between the mains input voltage (4) and output voltage (6) a Graetz rectifier bridge (1) is connected in series, said Connection to the AC voltage inputs takes place and on whose DC output side a current-limiting, actively regulating current path consisting of (8) and (12) is provided in connection with a reference voltage source.
Description
Elektrische und elektronische Schaltungen verfügen in ihrem Eingangsbereich oftmals über einen Entstörkondensator und/oder eine Gleichrichtstufe, die in vielen Fällen in Kombination mit einem Eingangskondensator ausgeführt wird. Der Eingangskondensator hat die Aufgabe, Energie zu speichern und wieder abzugeben, wenn der Energiebedarf der elektronischen Schaltung zu bestimmten Zeitpunkten größer ist als die Energie, die zu jedem Zeitpunkt durch das speisende Netz bereitgestellt werden kann. Aus energetischen Gründen versucht man auf ohmsche Widerstände im Eingangskreis zu verzichten, die im Moment des Einschaltens den Strom in die Eingangskapazität des Verbrauchers begrenzen könnten. Ist aber kein Serienwiderstand vorhanden, so wird der Strom nur durch die Leitungswiderstände der zuführenden Anschlussleitungen sowie parasitäre Widerstände der Gleichrichtstufe und der Eingangskapazität begrenzt. Dabei entstehen kurzzeitige Ladestromspitzen, die in der Praxis bei Verbrauchern, deren Nennstrom zum Beispiel nur 100 Milliampere beträgt, einige 10 Ampere betragen können. Weiterhin sind moderne Netzgeräte mit getakteten Schaltern eingangsseitig häufig mit Störschutzkondensatoren ausgerüstet, die ebenfalls zu hohen Ladestromspitzen führen können.Electrical and electronic circuits often have an interference suppression capacitor and / or a rectification stage in their input region, which in many cases is implemented in combination with an input capacitor. The purpose of the input capacitor is to store and dispense energy when the energy demand of the electronic circuit is greater at certain times than the energy that can be provided by the feeding network at all times. For energetic reasons, attempts are made to dispense with ohmic resistances in the input circuit, which at the moment of switching on could limit the current to the input capacitance of the load. However, if there is no series resistance, the current is limited only by the line resistance of the supplying connecting lines and parasitic resistances of the rectification stage and the input capacitance. This results in short-term charging current peaks, which can be some 10 amps in practice for consumers whose rated current is, for example, only 100 milliamperes. Furthermore, modern power supplies with clocked switches on the input side often equipped with noise suppression capacitors, which can also lead to high charging current peaks.
Diese Einschaltstromstöße können das Auslösen vorgelagerter Schutzelemente, wie Sicherungen bewirken. Dieser unerwünschte Effekt bekommt in der Praxis dann erhebliche Bedeutung, wenn mehrere Verbraucher dieser Eigenschaft gemeinsam an einem Sicherungsautomaten betrieben werden. Das Missverhältnis zwischen Einschaltstromspitze einerseits und dem Nennstrom andererseits führt zur grundsätzlichen Schwierigkeit bei der Auslegung des Sicherungssystems. Orientiert sich dieses am Nennstrom, so ist in der Praxis oftmals ein unerwünschtes Auslösen der Sicherungsvorrichtung im Moment des Einschaltens zu beobachten. Wird das Sicherungssystem auf die Einschaltstromspitze hin ausgelegt, so wird das Erkennen von unzulässig hohen Nennströmen, die nicht durch Einschaltstromspitze begründet sind, schwierig.These inrush surges can cause the triggering of upstream protection elements, such as fuses. This undesirable effect gets in practice of considerable importance when several consumers of this property are operated together on a circuit breaker. The mismatch between inrush current on the one hand and the rated current on the other hand leads to the fundamental difficulty in the design of the security system. If this is based on the nominal current, then in practice an undesirable triggering of the safety device at the moment of switching on is often observed. If the fuse system is designed for the inrush current peak, the detection of impermissibly high rated currents, which are not due to inrush current, becomes difficult.
Stand der TechnikState of the art
Dieses Problem ist seit Jahrzehnten bekannt und wird zum einen durch eine hohe Varianz an Sicherungselementen wie auch durch verschiedene schaltungstechnische Varianten gelöst. So ist es Stand der Technik, dass ein ohmscher Serienwiderstand nach Ende des Aufladens des Eingangskondensators mit einem Schalter überbrückt wird. Eine weitere verbreitete Möglichkeit ist das Schalten des Verbrauchers im Nulldurchgang der Eingangsspannung, sodass es im Moment des Einschaltens keine Spannungsdifferenz zwischen Eingangskapazität und Netzeingang gibt, wodurch im Moment des Einschaltens kein Strom fließt.This problem has been known for decades and is solved on the one hand by a high variance of security elements as well as by different circuit variants. So it is state of the art that an ohmic series resistance is bridged after the end of the charging of the input capacitor with a switch. Another common option is to switch the load in the zero crossing of the input voltage, so that there is no voltage difference between the input capacitance and the mains input at the moment of switching on, so that no current flows at the moment of switch-on.
Beide Verfahren weisen prinzipiell Nachteile auf. So ist die Verwendung eines Schalters zum Überbrücken eines ohmschen Widerstandes im Eingangskreis zum einen verhältnismäßig teuer und führt bei Verwendung eines mechanischen Schalters zu einer nennenswerten Begrenzung der Lebensdauer des Produktes. Anordnungen, die im Spannungsnulldurchgang der Eingangslast schalten, haben den prinzipiellen Nachteil, dass sie beim Einschalten von konstanten Spannungen wirkungslos bleiben. Deren prinzipieller Nachteil ist also, dass sie darauf beruhen, zu erkennen, wann ein Einschalten möglichst glimpflich verläuft, aber den Eingangsstromfluss nicht begrenzen: das Erkennen und Schalten im Nulldurchgang verhindert – und darauf beruht ihre Wirkung – das Schalten bei hoher Eingangsspannung auf eine spannungsfreie Eingangskapazität. Fehlt im Eingangskreis aber ein strombegrenzendes Bauteil, wie ein ohmscher Widerstand, so kommt es auch zu hohen Ladeströmen, die deutlich höher als der Nennstrom des Produktes sind, in den ersten wenigen Halbwellen der Eingangsspannungsversorgung. Dieser Fall ist besonders dann relevant, wenn zum Beispiel Gleichspannungen zur Versorgung elektronischer Verbraucher verwendet werden, hier bleibt eine derartige Anordnung prinzipiell wirkungslos. Praktische Relevanz hat dieses, wenn z. B. bei Gleichstrom-Notstromversorgungen Batteriespannungen auf Verbraucher geschaltet werden.Both methods have disadvantages in principle. Thus, the use of a switch to bridge an ohmic resistance in the input circuit for a relatively expensive and leads when using a mechanical switch to a significant limitation of the life of the product. Arrangements that switch in the voltage zero crossing of the input load, have the fundamental disadvantage that they remain ineffective when switching from constant voltages. Their principal disadvantage is that they are based on recognizing when a switch-on is as smooth as possible, but do not limit the input current flow: detecting and switching at the zero crossing prevents - and this is due to their effect - switching at high input voltage to a voltage-free input capacitance , Missing in the input circuit but a current-limiting component, such as an ohmic resistance, it also comes to high charging currents, which are significantly higher than the rated current of the product, in the first few half-waves of the input voltage supply. This case is particularly relevant when, for example, DC voltages are used to supply electronic consumers, here such an arrangement remains in principle ineffective. Practical relevance has this, if z. B. in DC emergency power supplies battery voltages are switched to consumers.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in the
Mit der Erfindung wird erreicht, dass hohe Einschaltstromspitzen bei Verbrauchern vermieden werden. Damit begrenzt sie den Eingangsstrom auf ein wohl definiertes Maß, wobei sie sowohl für Eingangswechselspannungen als auch für Eingangsgleichspannungen verwendet werden kann. Als Verbraucher können solche mit großer Eingangskapazität zur Energiespeicherung verwendet werden, aber auch Verbraucher wie Lampen mit Glühdrahtwendel, die im Moment des Einschaltens einen hohen Stromfluss bewirken.With the invention it is achieved that high inrush current peaks are avoided in consumers. Thus, it limits the input current to a well-defined level, and can be used for both input AC voltages and DC input voltages. As consumers, those with high input capacitance can be used for energy storage, but also consumers such as lamps with glow wire coil, which cause a high current flow at the moment of switching.
Die
Den funktionalen Kern der Schaltungsanordnung bildet dazu der Gleichrichter (
Selbstverständlich lässt sich die Strombegrenzungsfunktion auch unter Verwendung von P-Kanal-Feldeffekttransistoren oder aber unter Verwendung von Bipolartransistoren vom Typ NPN oder PNP realisieren. Erfindungsgemäß ist die Schutzschaltung bei Verwendung der Komponenten (
Ein besonderer Vorteil der Erfindung ist die Einfachheit und die Skalierbarkeit der Anordnung. Sind größere Einschaltströme gewünscht, so lassen sich den Elementen (
Selbstverständlich müssen die Transistor-Widerstandspaare nicht mit einer gemeinsamen Zenerdioden Referenzspannung arbeiten sondern die einzelnen Transistor-Widerstandspaare ((
Selbstverständlich lässt sich eine beliebige Anzahl von strombegrenzenden Komponenten einfach parallel schalten, sodass die Schaltung beliebig skalierbar wird.Of course, any number of current-limiting components can simply be switched in parallel, so that the circuit can be scaled arbitrarily.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Graetz-GleichrichtstufeGraetz rectifier stage
- 22
- Widerstandresistance
- 33
- Eingangskondensatorinput capacitor
- 44
- Eingangsspannunginput voltage
- 55
- Eingangsklemmen oder Eingangskabel der SchaltungsanordnungInput terminals or input cable of the circuit arrangement
- 66
- Ausgangsspannung der SchaltungsanordnungOutput voltage of the circuit arrangement
- 77
- Widerstandresistance
- 88th
- Transistortransistor
- 99
- Transistortransistor
- 1010
- Transistortransistor
- 1111
- ZenerdiodeZener diode
- 1212
- Widerstandresistance
- 1313
- Widerstandresistance
- 1414
- Widerstandresistance
- 1515
- Ausgangsklemmen oder Ausgangskabel der SchaltungsanordnungOutput terminals or output cable of the circuit arrangement
- 1616
- Schalter (Jumper)Switch (jumper)
- 1717
- Schalter (Jumper)Switch (jumper)
- 1818
- StörschutzkondensatorStörschutzkondensator
Claims (8)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202016004285.9U DE202016004285U1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Active inrush current limit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE202016004285.9U DE202016004285U1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Active inrush current limit |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE202016004285U1 true DE202016004285U1 (en) | 2016-09-01 |
Family
ID=57208474
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE202016004285.9U Active DE202016004285U1 (en) | 2016-07-13 | 2016-07-13 | Active inrush current limit |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE202016004285U1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112630505A (en) * | 2021-03-05 | 2021-04-09 | 南京北路智控科技股份有限公司 | Wide-voltage self-adaptive high-isolation voltage detection circuit and detection method thereof |
-
2016
- 2016-07-13 DE DE202016004285.9U patent/DE202016004285U1/en active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112630505A (en) * | 2021-03-05 | 2021-04-09 | 南京北路智控科技股份有限公司 | Wide-voltage self-adaptive high-isolation voltage detection circuit and detection method thereof |
CN112630505B (en) * | 2021-03-05 | 2021-06-01 | 南京北路智控科技股份有限公司 | Wide-voltage self-adaptive high-isolation voltage detection circuit and detection method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7411768B2 (en) | Low-loss rectifier with shoot-through current protection | |
DE102015121568A1 (en) | SYSTEM AND METHOD FOR A CONTACT MEASUREMENT CIRCUIT | |
EP0890220B1 (en) | Electronic branch switching device | |
EP2920857A1 (en) | Protective circuit for a current transformer and current transformer with a protection circuit | |
DE102016217425A1 (en) | power supply | |
BE1026372B1 (en) | guard | |
EP2423938B1 (en) | Energy supply for an electronic trigger unit of a switch, in particular a circuit breaker for low voltages and a switch with such an energy supply | |
EP2523296A1 (en) | Switch assembly for providing excess voltage protection and method for operating same | |
DE102014103321A1 (en) | Insulation monitoring for series-compensated windings of a contactless power transmission system | |
DE102011054665A1 (en) | Power control system | |
DE202016004285U1 (en) | Active inrush current limit | |
BE1029566B1 (en) | DC switching device with earth fault protection | |
EP3360216B1 (en) | Electrical protective circuit | |
DE3814251C1 (en) | Protective circuit for capacitive loads | |
EP2128969A2 (en) | Controller with PWM regulator | |
EP3613124B1 (en) | Uninterruptible power supply | |
EP3929595A1 (en) | Energy measuring clamp or measuring circuit of an energy measuring clamp | |
EP2994988B1 (en) | Internal power supply of a device | |
DE102017100304B4 (en) | Electronic security for safety-relevant applications in automobiles | |
DE19857739A1 (en) | Residual current protection circuit arrangement | |
BE1024409B1 (en) | Uninterruptible power supply | |
DE102018114129A1 (en) | guard | |
EP3053270B1 (en) | Inverter circuit with voltage limitation | |
DE102016004331A1 (en) | Circuit arrangement for limiting a load current | |
DE2345215C3 (en) | Overvoltage protection circuitry |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification | ||
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years | ||
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB RECHTSANWAELTE PATE, DE |
|
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: RIDI LEUCHTEN GMBH, DE Free format text: FORMER OWNER: SELUX AG, 12277 BERLIN, DE |
|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: BRP RENAUD UND PARTNER MBB RECHTSANWAELTE PATE, DE |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years | ||
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |