Перейти к содержанию

Какой предохранитель поставить на вход DC-DC преобразователя?

Обновлено Редакция GAW

Содержание

Входной предохранитель DC-DC защищает не нагрузку, а провода, разъёмы и источник от отказа самого преобразователя. Поэтому его выбирают по току, который преобразователь берёт со входа в самом тяжёлом рабочем режиме.

Наибольший входной ток

Входная мощность больше выходной на потери, а ток максимален при наименьшем входном напряжении:

Iвх,max=Uвых⋅Iвыхη⋅Uвх,minI_\text{вх,max} = \frac{U_\text{вых} \cdot I_\text{вых}}{\eta \cdot U_\text{вх,min}}

Наш расчёт для выхода 5 В, 3 А и КПД 90 %:

Вход (номинал и минимум)Ток при номиналеТок при минимумеПредохранитель
12 В, минимум 9 В1,39 А1,85 А2,5–3 А
24 В, минимум 18 В0,69 А0,93 А1,25–1,5 А

Запас нужен потому, что у плавкой вставки номинал — это ток, который она держит, но не бесконечно: у Bourns SF-1206F при 100 % тока гарантировано не меньше 4 часов, а при нагреве платы номинал снижают по кривой из даташита.

Напряжение и отключающая способность

  • Номинальное напряжение — не ниже наибольшего входного. У SF-1206F это 63 или 32 В постоянного тока, в зависимости от номинала.
  • Отключающая способность — не меньше тока, который даст источник при замыкании. У SF-1206F — 50 А; аккумулятор или мощный блок питания может дать больше, тогда нужна вставка с большей отключающей способностью.

Что ещё учесть

  1. Бросок при включении. Ёмкость на входе заряжается мгновенно; если предохранитель сгорает при подключении, оцените бросок с помощью калькулятора «Ограничение пускового тока».
  2. Дорожки и провода должны выдерживать ток срабатывания дольше, чем предохранитель, иначе первой сгорит дорожка — как в ответе «Почему при коротком замыкании сгорает дорожка, а предохранитель остаётся целым».
  3. Альтернативы — самовосстанавливающийся и электронный предохранитель. Вся входная защита постоянного тока собрана в статье «Защита входа питания постоянного тока».

Похожие вопросы

Сгорит ли входной предохранитель при замыкании выхода?

Обычно нет: у современного преобразователя срабатывает ограничение тока, а LMR33630 при замыкании уходит в режим hiccup с паузами около 94 мс, и входной ток мал. Входной предохранитель защищает от отказа самого преобразователя — пробоя ключа или входного конденсатора — и от замыкания в проводах.

Подойдёт ли самовосстанавливающийся предохранитель?

Подойдёт для защиты проводов и разъёмов, но он медленный: у Bourns MF-MSMF200/16X при 8 А время срабатывания — до 2 с. Тонкие дорожки за это время могут сгореть, поэтому быстрая защита — плавкая вставка или электронный предохранитель.

Почему предохранитель сгорает в момент подключения питания?

В этот момент заряжаются входные конденсаторы, и бросок тока может быть во много раз больше рабочего. Если быстрый предохранитель взят впритык, бросок его пережигает: берут предохранитель с запасом или ограничивают бросок.

Источники

  1. Bourns. SinglFuse SF-1206F Series — Fast Acting Surface Mount Fuses (Rev. J 04/21) — время срабатывания при 25 °C: 100 % номинального тока — не меньше 4 часов, 200 % — не больше 60 секунд; номиналы 0,5–7 А; номинальное напряжение 63 или 32 В постоянного тока в зависимости от номинала, отключающая способность 50 А; кривая снижения номинального тока с ростом температуры; I²t плавления указан при 10-кратном номинальном токе
  2. Bourns. MF-MSMF Series — PTC Resettable Fuses (Rev. BE, 09/26) — MF-MSMF200/16X: ток удержания 2 А, срабатывания 3,5 А, наибольшее время срабатывания при 8 А — 2,0 с
  3. Texas Instruments. LMR33630 SIMPLE SWITCHER 3.8-V to 36-V, 3-A Synchronous Step-down Voltage Converter (SNVSAN3F, revised November 2020) — разд. 8.3.3 Current Limit and Short Circuit — ограничение тока ключа; при коротком замыкании выхода (FB ниже 0,4 В) режим hiccup: около 94 мс пауза, затем перезапуск, выходной ток сильно снижается

Нашли ошибку?

Смотрите также