Měření max. proudu po připojení přístroje (Inrush current)

Zpráva

dayslypper · #1 Příspěvek od **dayslypper** » 13 kvě 2015, 19:24

Zdravím a prosím o radu,

potřebuji změřit maximální proud, který SS zařízení odebírá po připojení ke zdroji.
http://en.wikipedia.org/wiki/Inrush_current

Ustálená hodnota je cca 100mA, ale nárazová až 10A.

Problém mám momentálně ve spínání.
- manuální je nepraktické, problém v přechodové fázi - výpadky
- byl mi doporučen rtuťový spínač, ale rád bych spínání ovládal elektronicky (rád bych měření opakovat např. 100x abych měl nějaká statistická data)
- jedná se o velice rychlý přechodový jev, tedy pravděpodobně bude problém s dostatečnou rychlostí otevírání tranzistoru, pokud bych zvolit ten. Koukal jsem zběžně do datasheetů, ale připadají mi dost pomalé... v řádu [ms], nicméně spice při přechodu trvá pár [ns].

Mám k dispozici 60V zdroj, kterým bych mohl transistor ovládat, ale napětí na něm roste při zapnutí postupně, tudíž by bylo třeba nějak spínat I toto ovládací napětí.

Další možnost, jak to zautomatizovat, vidím pomocí toho rtuťového spínače umístěného na nějaký motůrek.

Přikládám obrázek: kan8l 1 je proud 1V = 1A

Osciloskop: Tektronix DPO 2014
Měření proudu realizuju bočníkem. (možná by se spíš vyplatilo koupit proudovou sondu, nevím)

Díky moc za rady.

Milan · #2 Příspěvek od **Milan** » 13 kvě 2015, 20:20

Nebyl bych si vůbec jistý,že to,co ukazuje osciloskop,se tam skutečně odehrává. Tak např. odhadem 10cm drátu+bočník bude mít indukčnost třeba 1nH/mm,tj. 100 nH. Rychlost změny proudu bude třeba 10A/ 10 ns.Pak bude napětí na této indukčnosti cca 100V ,omezeno zdrojem a zátěží.Krom toho to bude rezonovat s parazitními kapacitami,zde asi hlavně sonda osciloskopu,to jsou ty kmity v průběhu..A to by musel být zdroj ideální,v těchto parametrech zřejmě nerealizovatelný.
Čili,problém nebude hlavně spínač,ale hlavně zdroj,který se bude chovat jako ideální zdroj bez parazitních odporů a indukčností . Máš jej ? Asi ne,a v reálném světě potřeba není ,spíše jde o definici podmínek měření a vlastností přístrojů k tomu.Přece to tvoje zařízení bude připojeno ke zdroji reálnému a ne ideálnímu,takže i když ty to možná změříš přibližně správně,nikdo jiný už ne - tak k čemu to bude dobré ?
Možná by bylo dobré,abychom problém pochopili správně,napsat něco
aspoň jako černá skříňka o zdroji ,zařízení a jejich propojení a smyslu toho měření .

dayslypper · #3 Příspěvek od **dayslypper** » 14 kvě 2015, 15:48

Ta oscilace je skutečně způsobuvána nějakou indukčností drátů.

Co tedy vzít jako relevantní maximum hodnotu po ustálení? (graf vpravo cca 2V resp. 2A)

Yarda1 · #4 Příspěvek od **Yarda1** » 14 kvě 2015, 17:08

Já jsem kdysi potřeboval změřit (tedy spíš udělat kvalifikovaný odhad) okamžitý proud při zapnutí a neměl jsem po ruce nic pořádného čím to změřit. Tak jsem měřil, jak se nabije kondenzátor připojený přes diodu k malému odporu a použil vzorec stařičkého pana Ohma.

Milan · #5 Příspěvek od **Milan** » 14 kvě 2015, 20:40

Tak znovu - tvým cílem je změřit max.proud ,který odebírá zařízení XYZ ze zdroje. A já se znovu ptám,z jakého zdroje,jaké má parametry ten zdroj,a jakým způsobem je tvé zařízení k němu připojeno.Pokud toto nebude definováno,není se o čem bavit, s každým typem zdroje naměříš něco jiného
i když budeš měřit správně a navíc to bude závislé na provedení spojení zdroje se zařízením / třeba 1cm drátu se asi bude chovat jinak než 1m/.
Prostě pokud ti ten max.proud nějak omezí svými vlastnostmi zdroj nebo dráty, měříš asi něco jiného než max.proud ,který zařízení odebírá po zapnutí třeba z ideálního zdroje napětí.

dayslypper · #6 Příspěvek od **dayslypper** » 01 čer 2015, 16:24

Používám PSU TTI 6A
http://cz.farnell.com/aim-tti-instrumen ... dp/1670768

Jako bočník zatím použit...
http://www.gme.cz/rd-0r1-10w-5-p114-180

Na cestě je
http://www.newark.com/bourns/pwr4413cr1 ... dp/06X6817

Momentálně řeším nějaké řiditelné spínání. Nějaký opravdu rychlý MOSFET. Solid state relé jsou pomalá (spínací čas při odečtení prodlevy 0.1ms, takže ten jev by ani asi nešel pozorovat.
Např...
http://cz.farnell.com/international-rec ... dp/1608200

Potřebuji něco na spínání v nanosekundách.
Bylo by použitelné něco z této kategorie? Mám obavy, že by se tím zvýšil celkový odpor obvodu.
http://cz.farnell.com/webapp/wcs/stores ... 1010187528

Milan · #7 Příspěvek od **Milan** » 01 čer 2015, 21:02

Příteli výzkumníku,ač jsem tě žádal o objasnění smyslu tvého měření,nedozvěděl jsem se vůbec nic, takže jsem ani nepochopil,co vlastně chceš a proč měřit. Takže snad jen pár poznámek k tomu,co jsi napsal:
- chceš měřit až 10A se zdrojem 6A,jehož vlastnosti neznáš /např.vnitřní odpor či impedanci ,odezvu na skokovou změnu zátěže ..../ Něco určitě naměříš,když si pak já vezmu svůj zdroj ,naměřím něco úplně jiného .Co tedy bude odběr tvého zařízení - tvoje nebo moje měření ?
- použít drátový odpor jako bočník a chtít honit ns je blbost,
- spínání proudu cca 10A v čase ns - tak možná nějaký generátor výkonového laseru apod.,ale to jsou úplně jiné kategorie ,
- MOSFET možná tak 5ns-20 ns,bude-li velmi tvrdý budič a zátěž blízká reálné,což nebude tvůj případ / 10A/100mA / ,
- odpor sepnutého MOSFETu ,který zcela jistě změní impedanční poměry,
by bylo zřejmě možné za určitých podmínek použít i jako bočník pro měření proudu.

Nevylučuji však,že se mýlím , neboť jsem tok tvých myšlenek nepochopil.

dayslypper · #8 Příspěvek od **dayslypper** » 02 čer 2015, 14:56

Omlouvám se.

Vnitřní odpor zdroje 0.018Ω.

Jedná se o snímač, co má na vstupu odpor 4.7Ohm a souhrnnou kapacitu >7uF (viz. obrázek). Zde v té kapacitě je ten zdroj proudového rázu, který se snažím empiricky měřit.

Připojuju kabely 10cm o průřezu 1mm.

O nevhodnosti drátového odporu vím, byla to jen nouzovka. Proto jsem zmínil I ten nízkoindukčnostní, který jsem už objednal.

Koment k obrázku:
+Vs ... (+) napájení z PSU
L101 bráno jako přerušený kontakt (jev je velice krátký a odpovídající AC signal o vysoké frekvenci.)
Dále brány v potaz jen červeně vyznačené součástky. Tedy resistor a kondenzátory. Empiricky bylo zjištěno, že kapacita senzoru je ještě o něco vyšší 12.5 [µF]
(zřejmě díky nezapočítaným kapacitám dalších připojovaných prvků k napájení.)

Milan · #9 Příspěvek od **Milan** » 04 čer 2015, 22:04

Asi se již u mne začíná rozvíjet stařecká demence,ale tomu obrázku nerozumím - kde je konec a kde začátek, kde měřím,co je s čím spojeno ,
- obvykle se tam dělají tečky , co je to "for AC" v červeném kroužku atd.
Sorry, zkus to vylepšit či aspoň v detailu slovně popsat.......

dayslypper · #10 Příspěvek od **dayslypper** » 09 čer 2015, 09:17

Koment k obrázku:
+Vs ... (+) napájení z PSU
L101 bráno jako přerušený kontakt (jev je velice krátký a odpovídající AC signal o vysoké frekvenci.)
Dále brány v potaz jen červeně vyznačené součástky. Tedy resistor a kondenzátory. Empiricky bylo zjištěno, že kapacita senzoru je ještě o něco vyšší 12.5 [µF]
(zřejmě díky nezapočítaným kapacitám dalších připojovaných prvků k napájení.)

rudolf02 · #11 Příspěvek od **rudolf02** » 09 čer 2015, 19:32

Co takhle naopak, potlačit proudový náraz při zapnutí. Nebo je zapotřebí?

dayslypper · #12 Příspěvek od **dayslypper** » 11 čer 2015, 09:46

Je potřeba ten červeně zakroužkovaný peak (obr výše). Peak, co je předtim, není potřeba. Níže dokumentuju jen přechodovou fázi mezi peaky.

Spínám to momentálně N Mosfetem. Je to o něco lepší. Ale je to podle mě díky tomu, že otevírá postupně.

http://www.ges.cz/en/mosfet-n-fet-trans ... 13417.html

Osciloskop:
Ch1 Shunt current
Ch2 Voltage drain-source (Vds)
Ch3 Voltage (PSU +Vs)
Ch4 NI PXI 6251 DO voltage