Sind Sie beunruhigt über das saftige “Splattt” aus Ihrer Steckdose, wenn Sie etwas wie einen großen Plasmafernseher einstecken? Brennen bei Ihnen manchmal Licht- und Steckdosen-Schalter wegen der Einschaltstromspitzen durch? Oder lösen Sie gelegentlich Leitungsschutzschalter aus wegen der Einschaltstromspitzen von Geräten? Dies ist ein sehr häufiges Problem, aber es gibt eine einfache Lösung: unser SoftStarter. Er zähmt diese unangenehmen Einschaltstromspitzen, ohne die Leistung des Geräts zu beeinträchtigen.
Alle oben genannten Probleme beziehen sich auf Geräte, die Schaltnetzteile verwenden un nicht nur. Im Wesentlichen verhalten sich diese wie ein großer Kondensator, der über das 230V-Wechselstromnetz geschaltet wird. Kein Wunder, dass es einen großen Knall vom Netzschalter gibt. Abbildung zeigt die Grundlagen eines Schaltnetzteils. Typischerweise ist ein 470nF Kondensator direkt zwischen den Aktiv- und Neutralleitungen angeschlossen, gefolgt von einem Brückengleichrichter, der einen 470μF 400V Elektrolytkondensator speist, um etwa 325V vor der Schaltnetzteil-Schaltung selbst zu entwickeln. Kein Wunder, dass diese Schaltungen solch große Einschaltströme erzeugen. Wir haben eine Simulation dieser Schaltung durchgeführt, um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie groß diese Ströme sein können. Abbildung erzählt die Geschichte. Abhängig vom Moment des tatsächlichen Einschaltens kann der Spitzenstrom leicht mehr als 200A betragen, und das wird durch einige Oszilloskop-Messungen bestätigt, die dieselbe Geschichte erzählen.
Sanftanlauf (SoftStarter)
Vielleicht ist der einfachste und offensichtlichste Ansatz, einfach einen Hochstrom-NTC (Negativer Temperaturkoeffizient) Thermistor in Reihe mit der 230V-Wechselstromversorgung zu schalten, z.B. in einer Steckdosenleiste.
Diese Bauteile haben anfangs einen ziemlich hohen Widerstand, der schnell abfällt, wenn sie sich erwärmen. Der hohe anfängliche Widerstand begrenzt den Einschaltstrom, und nach einer kurzen Periode fällt dieser genug ab, um den normalen Stromfluss in die Last nach dem anfänglichen Stromstoß zu ermöglichen.
Das Problem ist, dass sie wirklich heiß werden – bis zu 228°C oder höher! Das ist unvermeidlich, da sie auf die Hitze angewiesen sind, um ihren Widerstand zu verringern und genügend Stromfluss zu ermöglichen.
Offensichtlich werden sie zu heiß, um in einer Kunststoff-Steckdosenleiste installiert zu werden; sie würden das Plastik schmelzen! Abgesehen davon ist es eine Verschwendung von Energie. Abhängig vom Laststrom könnte die
Verlustleistung mehr als 5W betragen.
Unsere Lösung ist einfach – wir verwenden ein Relais, um den Thermistor nach einigen Sekunden kurz zu schließen. Der Spannungsabfall über das Relais ist sehr gering, so dass es praktisch keinen Leistungsverlust gibt, abgesehen von dem, der benötigt wird, um das Relais aktiviert zu halten. Im Fall unseres SoftStarters beträgt dies weniger als ein halbes Watt.