交流/直流负载的浪涌电流限制器（软启动器）

浪涌电流/接通浪涌是电气设备首次开启时所吸收的最大瞬时输入电流。浪涌电流远高于负载的稳态电流，这是许多问题的根源，例如保险丝熔断，负载故障，负载的寿命缩短，开关触点上的火花等。下图显示了捕获到的浪涌电流现象Siglent SDS1104X-E示波器。长峰很明显。在本文中，我尝试使用简单但有效的解决方案来解决此问题。我介绍了两种适用于交流和直流负载的电路。

在SDS1104X-E DSO上捕获的浪涌电流尖峰（单发模式）

交流软起动器

图1显示了该设备的示意图。P1用于将220V-AC输入和ON / OFF开关连接到电路。C1用于降低交流电压。C1的值还决定了其余电路要使用的无变压器电源的电流处理率。在此应用中，470nF就足够了。当用户断开设备与电源的连接时，R1会使C1放电，以避免任何不希望的高压冲击。R2是一个用于限制电流的1W电阻器。

图1交流软起动器示意图

BR1是DB107-G桥式整流器[1]，已用于将交流电压转换为直流电压。C2减小纹波，R3在关断时使C2放电。而且，它提供了最小的负载以将整流电压保持在合理的水平。R4降低电压并限制其余电路的电流。D1是一个15V的齐纳二极管，已被用来将电压限制在15V以下。C3，R5和R6为继电器建立一个计时器网络。这意味着它会延迟继电器激活。R6值是必不可少的，降低电压不应太低，也不能降低网络响应时间。1K为较高的ON / OFF切换速度提供了令人满意的放电率。通过我的实验，该网络可以提供足够的延迟和响应时间，

Q1是NPN BD139 [2]晶体管，用于激活/禁用继电器。D2保护Q1免受继电器的电感器反向电流的影响。R7是5W串联电阻，用于限制接通浪涌电流。短暂的延迟后，继电器会使电阻器短路，并将全部功率施加给负载。R7的值已设置为27R。您可以根据您的负载或应用程序对其进行修改。

直流软起动器

图2显示了直流软启动器的示意图。它是交流软启动器的简化版本，并做了一些小的修改。

图2直流软启动器的示意图

P1用于将12V电源和ON / OFF开关连接到板上。R2，R3和C2构成继电器的延迟网络。R4是限流电阻。与交流软启动器相同，您可以根据自己的特定负载或应用随意修改延迟网络和R4值。

PCB布局

图3显示了交流软启动器的PCB布局。所有组件包均为DIP。该板是单层的，很容易构建。

图3交流软启动器的PCB布局

图4显示了直流软启动器的PCB布局。与上述相同，所有组件封装均为DIP，且电路板为单层。

图4直流软启动器的PCB布局

对于这两种设计，我都使用了SamacSys的原理图符号和PCB封装。具体来说，对于DB107 [3]和BD139 [4]。这些库是免费的，并遵循工业IPC标准。我使用了Altium Designer CAD软件，因此使用了SamacSys Altium插件[5]（图5）。

图5SamacSys Altium插件和使用的组件库

图6显示了AC软启动器的3D视图，图7显示了DC软启动器的3D视图。

图6交流软起动器的3D视图

图7直流软启动器的3D视图

部件

图8显示了组装好的交流软起动器板，图9显示了组装好的直流软起动器。

图8组装的交流软起动器板（第一原型– R1在背面）

图9组装直流软起动器板

接线图

图10显示了交流软启动器的接线图，图11显示了直流软启动器的接线图。

图10交流软起动器接线图

图11直流软起动器接线图

材料清单