Výrobca napájacích zdrojov MEAN WELL udáva pri každom type zdroja v technickom popise parameter Inrush Current, ktorý je rádovo 50 A. Treba si uvedomiť, že to je vlastnosť každého impulzného napájacieho zdroja a údaj je maximálna dosiahnuteľná hodnota v prípade, že dôjde k pripojeniu v amplitúde „sínusovky“ 230 V a prvá špička trvá určite kratšie ako jedna polperióda sinusového priebehu, teda časť z doby 20 ms.
Počas tejto doby nedôjde k vybaveniu nadprúdovej ochrany, nakoľko ochranné zariadenia v inštalácii majú danú vypínaciu charakteristiku, ktorú udáva výrobca a musí ju dodržať. Na obrázku je ukážka charakteristík ističov typu B, C, D, kde je zrejmý rozdiel v čase vybavenia podľa časti staršej, ale stále aktuálnej normy EN60947.

Obr. 1: Známy príklad vypínacej charakteristiky ističov

Ak uvažujeme požadovaný maximálny čas vybavenia 400 ms, z grafu je jasné, že istič typu B vypína približne pri 3 až 5 násobku, C pri 5 až 10 násobku a D pri 10 až 20 násobku nominálneho prúdu. Na obrázku je ekvivalentná obvodová schéma popisujúca stav pri pripojení kapacitnej záťaže k zdroju, kde U(t) je jednofázový zdroj napätia, Lup – indukčnosť siete – obvodu inštalácie od energetickej siete k spotrebiču (v tomto prípade impulzný napájací zdroj) a L – vnútorná indukčnosť impulzného zdroja, prívodných vodičov, vstupného filtra atď.

Obr. 2: Náhradná obvodová schéma

Frekvencia 50 Hz je nízka, a preto výpočet sa zjednoduší. Najhorší prípad popisuje maximálna hodnota špičky danej vzťahom

kde U_n je napätie medzi dvomi fázami. V tom najnepriaznivejšom prípade teda uvažujeme, že prúd pred pripojením na napájanie je nulový a napätie na kondenzátore je tiež nulové.
Matematický vzťah

je vlastne súčin maximálnej teoretickej hodnoty tečúceho prúdu obvodom a pomeru indukčnosti a kapacity, ktoré sú v obvode a spôsobia spomalenie nábehu. Je teda jasné, že čím bude kapacita väčšia, tým bude špička vyššia. Čím bude indukčnosť vyššia, bude špička pomalšia, a teda širšia a nižšia, nakoľko integrál prechodového javu (celková energia, plocha) zostáva konštantný. Potom podľa známeho vzťahu

vypočítame hodnotu, ktorá poukazuje na šírku impulzu. Typické hodnoty napr. pre zdroj MEAN WELL pre napájanie LED svietidiel v priemysle HLG-240H sú C = 150 uF, Lo = 0,5 uH, L = 3 uH.
Potom I_inrush = 16,3 x 3,27 = 53 [A] a vypočítaná hodnota f = 6 949 Hz nám umožní predstavu o špičke prúdu.
Prakticky bude vyzerať impulz podľa obrázku. Časová základňa predstavuje 10 ms na dielik. Podľa výpočtov by zobrazená špička mala predstavovať impulz šírky cca 0,3 ms. V jednej polvlne sa kondenzátor napájacieho zdroja nabije na 90 % a v druhej polvlne ešte vznikne menej výrazná špička.

Obr. 3: Špička prúdu po pripojení impulzného zdroja

Samozrejme výrobca napájacích zdrojov eliminuje špičku ďalšími pomocnými obvodmi a súčiastkami ako je varistor, prípadne transil a termistor, alebo častejšie sa používa elektronické riadenie spínania v nule. S tým sú spojené nielen technické problémy, ale aj cena. Keď k tomu uvažujeme splnenie rôznych požadovaných noriem a požiadavky na mimimálne rozmery, výsledný vf spínaný (impulzný) napájací zdroj je zložité elektronické zariadenie obsahujúce niekoľko stoviek súčiastok vrátane integrovaných obvodov vysokej integrácie.
Na stránke www.meanwell.sk/technicka-podpora/technicke-doporucenia sú uvedené tabuľky s vypočítanými hodnotami maximálneho počtu pripojiteľných zdrojov MEAN WELL k jednému obvodu 230 V isteného ističom daného typu. V prípade potreby informácií o konkrétnej kapacite a hodnotách ostatných súčiastok v obvodoch pre účely výskumu alebo vývoja zariadení, ktoré obsahujú napájacie zdroje MEAN WELL, radi poradíme v našom servisnom stredisku.

text Alek Tropp foto archív JDC s. r. o.