3.3mF 100V ¿Circuito de carga del capacitor?

El soplado de fusibles durante la carga del condensador se puede evitar mediante el uso de un fusible de "golpe lento" que tolera los picos de sobrecorriente más altos de un valor nominal de 5x aproximadamente por un segundo, pero que se funda mucho más rápidamente bajo sobrecargas más pesadas. Obtener el equilibrio adecuado entre una sobrecarga permitida y una buena protección puede ser un ejercicio interesante.

Fusibles de fusión lenta:

Un fusible de soplado lento demorará entre segundos y minutos en "explotar" a 2 veces su corriente nominal, pero por lo general soplará en 10 s de mS a 10 veces la corriente nominal y en menos de 1 mS a 100 veces la corriente nominal. El perfil de tiempo actual exacto variará según la marca y el tipo. Este efecto de retardo de tiempo generalmente se logra, pero no siempre, al darle al fusible "inercia térmica" y al controlar el enfriamiento disponible para el elemento fusible.

El siguiente gráfico muestra el perfil actual en función del tiempo para fusibles Littefuse HF461 .
 Este NO es el fusible de golpe lento más barato disponible. Se pueden comprar por menos de $ 1.50 / 10 o más por fusible que cuestan, pero tienen una buena hoja de datos para mostrarle lo que puede esperar. (O esperamos).

A continuación se puede ver que la versión 0.5A soplará en torno a
 20 segundos a 1A (2 X carga)
 0.6 s a 2A (sobrecarga 4X)  50 ms a 5A (sobrecarga 10X)  Bajo 10 mS a 10A
 Bajo 1 mS a 30A

En el caso en cuestión, un fusible de 2A con una carga de 6A debe explotar en 1 a 2 segundos.

Estos resultados dependerán en cierta medida de la temperatura, el montaje, el recinto y la forma en que sopla el viento (en algunos casos, literalmente), pero servirán como una guía que debería ser lo suficientemente buena ...

SlowBlowfuses.jpg

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bel 5ST / 5 STP series

También proporciona una buena tabla de datos:
 Tenga en cuenta los períodos muy largos en los que Iin no es mucho > Irado.

Conecte el lado '+' de su voltaje de entrada al lado '+' de la tapa. Conecte el lado '-' o GND de su voltaje de entrada al lado '-' de la tapa. ¡Eso es!

Honestamente, este límite no es lo suficientemente grande como para ser considerado un "supercap". Y para la mayoría de los circuitos, esta tapa no es lo suficientemente grande como para requerir ningún circuito de carga especial.

Si hay una razón para tener un circuito de carga, entonces no dijiste por qué en la pregunta. También necesitaríamos conocer más información acerca de la potencia de entrada de 60-80v (¿corriente máxima?) Y qué / cómo quiere que se cargue la tapa. Sin esa información, todo lo que puedo recomendar es simplemente conectar la tapa con un poco de cable.

Actualizar:

Para limitar la corriente de carga a 250 mA, hay un par de formas de abordar esto. La forma más sencilla sería colocar una resistencia de 320 ohmios y 20.0 vatios entre la fuente de alimentación y la tapa. Esto va a limitar la velocidad de carga un poco, así que ten cuidado. Con una entrada de 80 v, la tapa se cargará a aproximadamente 49 v en 1 segundo, 68 v en 2 segundos y 78 v en 4 segundos.

Alguien va a comentar / quejarse de que una resistencia de 20 vatios es una exageración, pero no lo es. La potencia máxima será de 20 vatios, pero la potencia promedio podría ser mucho menor dependiendo del uso. Si no usa una resistencia capaz de manejar picos de 20 vatios, podría dañarse. La forma más fácil de conseguirlo es comprar una resistencia de 20 vatios. Debido a que el pico de 20 vatios es por un período corto de tiempo, es posible que consiga un resistor más pequeño con una capacidad nominal de pulsos de 20 vatios, pero eso significa que debe leer la hoja de datos de la resistencia con cuidado. Como nadie quiere leer hojas de datos para resistencias, solo use una resistencia de 20 vatios. Probablemente no necesite un disipador de calor en esta resistencia.

Si necesita que la tapa se cargue más rápido de 2 a 4 segundos, su mejor opción es hacer una fuente de alimentación de conmutación de corriente constante. Estos tipos de circuitos se asemejan a un " conversor buck " pero están algo modificados para regular la corriente en lugar de la tensión. Normalmente, un regulador / convertidor de conmutación es complicado, pero tiene el problema adicional de tener una entrada de 80 V, que es alta para un dispositivo de este tipo. Hice una pequeña búsqueda en algunos sitios web de fabricantes de chips y no pude encontrar nada fácil de usar. Sin embargo, es probable que no importe, ya que dudo que quiera abordar un proyecto de esta dificultad.

Otra opción es tener varias resistencias, 320 ohm, 220 ohm, 110 ohm, etc., y usar MOSFET para encender cada una de ellas a medida que aumenta el voltaje de carga de la tapa. Se pueden usar comparadores de voltaje o incluso un microcontrolador con entradas ADC para controlar esto. Esto funciona para algo relativamente rápido y fácil, aunque lo consideraría un poco pirateado.

En mi opinión, si la resistencia única de 20 vatios no funciona para usted, es posible que esté mejor simplemente obteniendo una fuente de alimentación diferente que pueda proporcionar más corriente sin quemar un fusible. En serio!

Mientras busca un circuito de carga simple, una resistencia es lo más fácil, como dijo David. Limitará los picos actuales, que es lo que quiere. Sin embargo, es muy lento, ya que con cargas altas no utilizará la salida actual completa del suministro.

De lo contrario, lo único que puedo pensar de que los límites de corriente a cantidades razonables sería una fuente de alimentación de modo conmutado con algún tipo de arranque suave. Significará que tiene que reducir algunos voltios, sortear todo el diseño de transistores de alto voltaje, diodos, inductores, etc., probar la estabilidad, etc. En realidad, no es simple.

La SMPS de corriente constante también es una posibilidad, ya que cargará el límite a una tasa constante. Con un convertidor normal, esto será menos constante, pero un SMPS adecuado puede limitar los picos de corriente durante la puesta en marcha (es decir, la carga). El problema es, por supuesto, que está limitado a qué SMPS puede encontrar que tenga un límite de corriente adecuado. Un controlador LED de alto voltaje sería su apuesta más segura. Tenga cuidado de no elegir un tipo de impulso, ya que eso definitivamente sobrecargará el límite.

Otra opción puede ser, aún más compleja, es hacer rodar sus propias SMPS con configuración estándar (inductor, diodo, fet) y controlador FET PWM. Supongo que necesitaría monitorear el voltaje / corriente de entrada y salida con algunos micro y algoritmos de ejecución dedicados para controlar el voltaje de salida. Probablemente esté fuera del presupuesto y sea demasiado arriesgado, ya que cualquier problema de regulación (oscilación, rebasamiento, timbre grave) causará problemas.