Introducción y selección: Serie ICL-16 y disyuntores

En el diseño de la fuente de alimentación conmutada (SPS), es común que se utilicen condensadores a granel para reducir el voltaje de ondulación dos veces la frecuencia de suministro en la salida y para mejorar la estabilidad del voltaje de salida contra la caída de potencia. Sin embargo, los condensadores a granel generalmente requieren una gran cantidad de corriente para cargarse en el arranque inicial, lo que resulta en una gran corriente de entrada. Para minimizar esa corriente transitoria no deseada, la mayoría de los diseñadores de SPS utilizan termistores de coeficiente de temperatura negativo (NTC) como componente principal del circuito de supresión de la corriente de entrada. El inconveniente es que los termistores NTC consumen energía continuamente durante su funcionamiento, no solo generan calor sino que también tienen un impacto en la eficiencia de SPS. Como resultado, el valor de resistencia de los termistores NTC no puede ser demasiado alto y solo puede limitar la corriente de entrada en un cierto rango,15 – 20 veces la corriente nominal, lo que algunos usuarios encuentran inaceptable. La serie ICL-16, que es el antídoto exacto para aplicaciones que exigen una baja corriente de entrada, se discutirá más en los siguientes artículos.

Serie ICL-16, limitador de corriente de entrada de 16 A CA

ICL-16 es un limitador de corriente de entrada de 16 A, que se puede utilizar para reducir la corriente máxima temporal causada por cargas capacitivas, como fuentes de alimentación. Agregar el limitador de corriente de irrupción después del disyuntor de CA puede reducir efectivamente la posibilidad de disparar falsamente el disyuntor de CA al encender cargas de CA, aumentando la confiabilidad general del sistema. El ICL-16 consta de tres partes, i) una resistencia de cemento “R”, que elimina la desventaja de los termistores NTC de que la resistencia disminuye con el aumento de temperatura, ahora la corriente de entrada se puede mantener al mismo nivel a una temperatura ambiente más alta; ii) un relé de derivación, que se utiliza para cortocircuitar la “R” una vez que se realiza su trabajo de supresión y es activado por iii) un circuito de control, que se muestra en la Figura 1.Esta combinación de circuito reduce significativamente el calor generado durante el funcionamiento y mejora la capacidad de supresión, diferenciando así el ICL-16 de otros limitadores de corriente de irrupción que utilizan termistores NTC.

Hay carril DIN tipo ICL-16R y tipo lineal ICL-16L propuestos para adaptarse a diferentes aplicaciones, que se muestran en la Figura 2 y la Figura 3. Para obtener información detallada, consulte su especificación en el sitio web (https://www.meanwell.com ). La figura 4 ilustra el diagrama de la aplicación.

Cálculo de la serie ICL-16

Las siguientes secciones describen el cálculo del número de fuentes de alimentación que se pueden conectar al ICL-16. De acuerdo con la especificación, se deben tener en cuenta dos parámetros clave con respecto al cálculo de suministros que se pueden instalar después del ICL-16, corriente nominal continua CA y carga capacitiva permitida. A continuación se muestra un ejemplo de ICL-16R con SDR-120-24 que lo guiará a través de los pasos para administrar un cálculo.

PASO 1:
La especificación establece que la corriente nominal continua de CA: 16A; carga capacitiva permitida: 2500μF.

PASO 2:

De acuerdo con la especificación del SDR-120, la corriente CA es de 0.7A / 230Vac en condiciones de carga completa.
Existe una fórmula simple para calcular la corriente CA, donde la corriente nominal continua CA de la corriente ICL-16 / CA del dispositivo = 16 A / 0,7 A = 22,8 → 22 unidades (redondear los lugares decimales)

PASO 3:

Según el informe de prueba de la serie SDR-120, la capacitancia del condensador a granel “C5” es 100μF.
 

Existe una fórmula para calcular la capacitancia, donde la carga capacitiva permitida del ICL-16 / capacitancia del dispositivo = 2500μF / 100μF = 25 unidades (redondear los lugares decimales)
ETAPA 4:

Seleccione menos unidades comparando los resultados calculados del PASO 2 y el PASO 3 y luego multiplíquelos por un coeficiente de 0.9 para determinar un número.
22 * 0.9 = 19.8 → 19 unidades (redondear los lugares decimales)PASO 5:
Finalmente, configure un sistema con 19 unidades de SDR-120-24 y verifique su confiabilidad.

Introducción y selección de los disyuntores

La siguiente sección ofrece una descripción general de los interruptores automáticos y la selección de un interruptor automático adecuado.
(A) Introducción
Un disyuntor es un interruptor eléctrico operado automáticamente que se utiliza predominantemente como un dispositivo de protección contra sobrecorriente para proteger equipos eléctricos / electrónicos de daños causados ​​por sobrecargas o cortocircuitos. Sus aplicaciones se pueden ver en muchos campos, como la industria manufacturera, donde los interruptores automáticos se usan comúnmente como función protectora para motores.
 
(B) Clasificación
Uno de los disyuntores más ubicuos con corriente nominal baja, es decir, corriente nominal no superior a 125 A, es el disyuntor en miniatura (MCB), o se le llama disyuntor sin fusible (NFB) en Japón. Cuando se trata de la corriente de disparo instantánea, los MCB se pueden dividir en 4 características de disparo: “A”, “B”, “C” y “D”. “A” es para la protección de circuitos muy sensibles como semiconductores. Su corriente de disparo instantánea es de 2In a 3In (In es la corriente nominal de un MCB). “B” es adecuado para computadoras, equipos electrónicos y protección de circuitos residenciales. Su corriente de disparo instantánea es de 3 In a 5 In. “C” es para protección general de dispositivos en circuitos de control, protección de circuitos de iluminación con alta corriente de entrada y todos los demás sistemas de protección de circuitos complementarios. Su corriente de disparo instantánea es de 5In a 10In.“D” es para protección de altas cargas de irrupción como transformadores, válvulas solenoides, etc. Su corriente de disparo instantánea es de 10 In a 20 In. Para operar con fuentes de alimentación MEAN WELL, se recomienda un MCB con una característica de disparo “C” o “D”.
 
(C) Especificación
Normalmente, los siguientes elementos se especifican en una especificación MCB.

1. Voltaje nominal: El voltaje de entrada que el disyuntor diseñó para operar en condiciones normales. Por ejemplo: CA 240V o 120V.
2. Número de polos: el número de circuitos en los que el interruptor puede operar al mismo tiempo. Por ejemplo, un disyuntor de 2 polos o 2P puede dejar pasar o desconectar dos circuitos. Hay disyuntores de 1 polo (1P), 2 polos (2P), 3 polos (3P) y 4 polos (4P); Los interruptores 3P y 4P a menudo se explotan en una red de circuitos trifásicos.
3. Corriente nominal (AT o In): la mayor cantidad de corriente que un interruptor puede transportar indefinidamente a una determinada temperatura ambiente.
4. Clasificación de tamaño de cuadro (AF): el rango de la unidad de disparo de ajuste de nivel de corriente más alta que puede ajustarse al interruptor.
5. Capacidad máxima de ruptura de cortocircuito nominal (Icu): la cantidad máxima de corriente de cortocircuito bajo el rango especificado que el interruptor puede romper, como 380V-30kA; no se requiere que el disyuntor lleve la corriente nominal después de la operación o prueba para Icu. (6) Capacidad nominal de corte de cortocircuito de servicio (Ics): La capacidad del disyuntor para proporcionar un funcionamiento normal después de interrumpir la corriente de cortocircuito bajo rango especificado, como 380V-15kA. Ics es un porcentaje de Icu.
6. Se considera que un disyuntor infringe la normativa si alguno de los elementos anteriores no figura en la especificación.

(D) Métodos de selección
Al elegir un MCB para sus unidades de fuente de alimentación (PSU), debe seguir las 2 reglas siguientes:

1. La corriente nominal (In) del MCB siempre debe ser mayor que la corriente de entrada total de sus PSU. En general, la corriente nominal (In) no debe ser menor que la corriente de entrada total multiplicada por un coeficiente de 1,25.
2. La capacidad nominal de corte de cortocircuito de servicio (Ics) del MCB siempre debe ser mayor que la corriente de entrada total de sus PSU. Hay una corriente de entrada que se produce durante el arranque inicial. Por lo general, la duración de una corriente de irrupción es muy corta, dura solo unos pocos microsegundos y puede despreciarse. Por lo tanto, siempre que la corriente de entrada total no exceda la capacidad nominal de corte de cortocircuito de servicio (Ics), el MCB funcionará correctamente sin sufrir daños.

Ejemplo: si se elige un MCB BHA32C16 de SHIHLIN ELECTRIC para un sistema que utiliza fuentes de alimentación LED HLP-80H. BHA32C16: característica de disparo: “C” (5 veces In), tensión nominal: 380Vac, corriente nominal: 16A, capacidad nominal de corte de cortocircuito de servicio (Ics): 6KA / 380Vac. HLP-80H: corriente de entrada: 70A / 230Vac, corriente de entrada: 0.425A / 230Vac. ¿Cuántas unidades de estas fuentes de alimentación LED puede soportar el MCB sin dispararse?

1. 16 / 1,25 = 12,8; 12,8 / 0,425 = 30 (unidades)
2. 70 * 30 = 2100A <6kA

Según el cálculo anterior, hay 30 unidades del HLP-80H que se pueden instalar en el sistema. De hecho, hicimos el arreglo antes mencionado y el MCB permaneció cerrado después de encenderse. Si hace un cálculo sin un coeficiente de 1.25, las unidades que se pueden usar en el sistema son 37. Sin embargo, el resultado que encontramos es que el MCB se disparó al conectar 36 unidades del HLP-80H al sistema. Además, los datos mencionados anteriormente se basan en un entorno de 25 ° C. Si su sistema se utiliza en una ubicación de temperatura ambiente más alta, consulte la curva de corrección de temperatura ambiente de su MCB para reducir la corriente nominal (In) del MCB. (E) Conclusión

Se debe considerar un disyuntor en miniatura adecuado (MCB) ya que las fuentes de alimentación MEAN WELL están conectadas a un sistema. Esto se debe a que un MCB adecuado puede evitar que los sistemas se disparen inmediatamente cuando se enciende. Si es difícil seleccionar un solo MCB para un sistema con una corriente de entrada alta, se sugiere dividir el sistema en varios sistemas más pequeños con una corriente de entrada más baja y luego elegir los MCB disponibles para estos sistemas más pequeños.
 
El cálculo antes mencionado se basa en un método general, que no implica corriente de entrada. El cálculo de la corriente de irrupción requiere T50, la duración del pulso de la corriente de irrupción al 50% de Ipeak, y el factor de prueba (K), la duración del pulso contra la sobrecorriente. Sin embargo, no todos los fabricantes de CB pueden especificar el factor K. Por lo tanto, este artículo no menciona ese cálculo para la corriente de entrada.
 
La corriente de entrada es un fenómeno inevitable durante la puesta en marcha de SPS. Si el sistema actual puede disparar falsamente el CB, es una buena opción agregar ICL-16 antes del sistema para limitar la corriente de entrada. 

Arículo original en inglés por Willard Wu