В схеме импульсного источника питания обычно используются электролитические конденсаторы, чтобы уменьшить напряжение пульсаций и улучшить стабильность выходного напряжения при просадке питающего напряжения. Однако для зарядки такие конденсаторы требуют большого тока при запуске, что приводит к возникновению большого пускового тока.
Чтобы свести его к минимуму, в качестве основного компонента схемы подавления пускового тока многие разработчики источников питания используют термисторы с отрицательным температурным коэффициентом (NTC). Но данные термисторы во время работы источника потребляют энергию непрерывно, не только влияя на его КПД, но и выделяя тепло. Поэтому значение сопротивления термисторов NTC не может быть высоким. К тому же возможно ограничение пускового тока только в 15–20 раз превышающего номинальный ток, что в некоторых случаях недостаточно. Серия ICL‑16 [1] от компании MEAN WELL [2] решает данную проблему в применениях, требующих низкого пускового тока. Об этом устройстве и пойдет речь в статье.

Серия ICL‑16, ограничитель пускового тока
ICL‑16 (рис. 1) — это ограничитель пускового тока на 16 А, который используется для уменьшения пикового тока малой длительности (<1 мс), вызванного емкостными нагрузками, к которым относятся импульсные преобразователи напряжения.

С добавлением ограничителя пускового тока после автоматического выключателя эффективно снижается вероятность его ложного срабатывания при запуске одного или нескольких источников питания, что повышает надежность всей системы. ICL‑16 состоит из трех частей:
• керамический резистор R, чье сопротивление не меняется с ростом температуры, поэтому пусковой ток ограничивается на одном уровне при разных внешних условиях;
• обходное реле, которое используется для шунтирования резистора после запуска;
• цепь управления обходным реле (рис. 2).

Такая схема позволяет значительно снизить тепло, выделяемое во время работы, и повысить стабильность, тем самым отличая ICL‑16 от других ограничителей пускового тока, которые используют термисторы в своем составе.
Существует два типа исполнения устройств ICL‑16. Для монтажа на DIN-рейку ICL‑16R, в линейном корпусе — ICL‑16L (рис. 3).

Подсчет количества подключаемых источников питания
При подсчете количества источников питания, подключаемых к одному устройству ICL‑16, учитываются два его ключевых параметра: номинальный ток и допустимая емкость подсоединяемой нагрузки. Ниже приведен пример со светодиодным драйвером MEAN
WELL серии XLG‑240. Подобный расчет можно выполнить с любым источником питания.
Шаг 1
В спецификации ограничителя пускового тока ICL‑16 [5] указан номинальный ток 16 А, максимальная емкость подключаемой нагрузки 2500 мкФ (рис. 4).

Шаг 2
В соответствии с техническими данными светодиодного драйвера XLG‑240 [4] его типовой входной ток при полной нагрузке и входном напряжении 230 В AC составляет 1,3 А (рис. 5).
С учетом этого значения и номинального тока ограничителя 16 А максимальное количество подключаемых драйверов составит: 16/1,3 А ≈ 12 шт.

Шаг 3
В отчете об испытаниях драйвера XLG‑240 [6] указан номинал емкости его входного конденсатора электролита 120 мкФ (рис. 6).
С учетом этого значения и максимальной емкости нагрузки ограничителя 2500 мкФ
максимальное количество подключаемых драйверов составит: 2500/120 мкФ ≈ 20 шт.

Шаг 4
Нужно выбрать наименьшее значение из шагов 2 и 3 и умножить его на коэффициент 0,9:
12 х 0,9 ≈ 10 шт.
Таким образом, к одному ограничителю пускового тока ICL‑16 рекомендуется подключать до 10 светодиодных драйверов серии XLG‑240. В этом случае будет обеспечена высокая стабильность и надежность всей системы.

Подбор автоматического выключателя
Автоматический выключатель (автомат) применяется в качестве устройства защиты электрического и электронного оборудования от повреждений, вызванных перегрузкой или коротким замыканием. Автомат также используется в осветительной системе светодиодного освещения, где, как правило, установлено большое количество импульсных источников питания (светодиодных драйверов), включение которых сопровождается резким возрастанием входного тока.
Автоматические выключатели помимо номинального тока делятся также по типу характеристики срабатывания (A, B, C, D), которая является по сути чувствительностью
автомата — наименьший ток, при котором автомат отключается мгновенно. Автоматы типа A используются в наиболее чувствительных полупроводниковых цепях. У них наименьший ток мгновенного расцепления — (2–3) х In, где In — номинальный ток автомата. Автоматы типа B предусмотрены в схемах, питающих компьютеры, электронное оборудование, бытовые приборы. Их ток мгновенного расцепления составляет (3–5) х In. Тип C с током мгновенного расцепления (5–10) х In предназначен для защиты оборудования в управляющих цепях, а также в системах светодиодного освещения. Автоматические выключатели типа D применяются для защиты оборудования с большим пусковым током, такого как трансформаторы, соленоидные вентили и т. д. Их ток срабатывания равен (10–20) х In. Для систем освещения со светодиодными драйверами MEAN WELL рекомендуются автоматы типа C и D.
При подборе автоматических выключателей учитываются следующие основные характеристики:
• Номинальное напряжение, при котором гарантируется исправная работа автомата.
Например, 240 или 120 В AC.
• Количество контактов для подключения электрических цепей. Двухконтактный выключатель, в частности, позволяет работать одновременно с двумя цепями. Трех- и четырехконтактный выключатель используется для работы в трехфазной сети.
• Номинальный ток (AT или In) — максимальный ток, при котором гарантируется исправная работа данного автомата без расцепления.
• Типоразмер (AF), отражающий максимальную величину тока, на которую может быть рассчитан другой автоматический выключатель с идентичными габаритами.
• Номинальная предельная отключающая способность при коротком замыкании (ICU) — это максимальный ток короткого замыкания из допустимого рабочего диапазона, например, 380 В AC — 30 кА. После расцепления автомата дальнейшая его эксплуатация не гарантируется, так как, вероятнее всего, не будут обеспечены его номинальные характеристики.
• Номинальная эксплуатационная отключающая способность при коротком замыкании (ICS), после которого гарантируется исправная работа автомата с номинальными характеристиками. ICS всегда меньше, чем ICU, например, 380 В AC — 15 кА.
• Согласно установленным правилам, все перечисленные характеристики должны быть указаны в спецификации любого автоматического выключателя.
При выборе подходящего автомата необходимо придерживаться следующих правил:
• Номинальный ток автоматического выключателя должен быть больше, чем суммарный входной ток подключаемых источников питания. Обычно ток In автомата должен быть не меньше суммарного тока, умноженного на коэффициент 1,25.
• Номинальная эксплуатационная отключающая способность короткого замыкания (ICS) автомата должна превышать общий пусковой ток подключаемых источников питания, который возникает в момент их включения. Как правило, пусковой ток имеет длительность порядка микросекунд и им можно пренебречь. Следовательно, при условии, что пусковой ток не превышает номинальную отключающую способность при коротком замыкании ICS, гарантирована исправная работа выключателя.

Пример расчета
Автомат BHA32C16 производителя SHIHLIN ELECTRIC используется в системе со светодиодными драйверами XLG‑75. Автомат BHA32C16 имеет характеристики: тип C (5 х In), напряжение 380 В AC, ток 16 А, номинальная эксплуатационная отключающая способность короткого замыкания (ICS) 6 кА/380 В AC. Характеристики драйвера XLG‑75:
пусковой ток 50 А, входной ток 0,45 А. Сколько драйверов рекомендуется подключать к одному автомату для работы без расцепления?
• 16 А/1,25 = 12,8 А; 12,8/0,45 А = 28 шт.
• 70 А х 28 = 1400 А < 6 кА.
Согласно расчетам, в системе с автоматическим выключателем BHA32C16 рекомендуется подключать до 28 светодиодных драйверов XLG‑75. Следует помнить, что данные расчеты актуальны при температуре окружающей среды +25 °C. Чаще всего реальная температура светодиодной системы выше, поэтому в расчеты следует вносить соответствующие поправки с учетом температурной зависимости, указанной в техническом описании автоматического выключателя.

Заключение
Для любой системы светодиодного освещения рекомендуется использовать автоматический выключатель с тщательно рассчитанными характеристиками. Во многих случаях выбрать один автомат для всей системы не представляется возможным. Поэтому следует разбивать ее на несколько подсистем и рассчитывать нужный автомат для каждой из них.
Пусковой ток неизбежно возникает при включении импульсных источников питания. При расчете нужного автоматического выключателя целесообразно применять ограничитель пускового тока ICL‑16 от производителя MEAN WELL, что позволяет использовать автомат меньшего номинала тока для того же количества светодиодных драйверов, установленных в системе. Компания «ЭЛТЕХ Компонент» [3], являясь официальным дистрибьютором продукции MEAN WELL, обеспечивает полную техническую поддержку, в том числе при подборе нужного
числа источников питания, подключаемых к ограничителю пускового тока ICL‑16.

Литература
1. Introduction and Selection: ICL‑16 Series and Circuit Breakers.
www.meanwell.eu/newsInfo.aspx?c=5&i=3066
2. Официальный сайт компании MEAN WELL. www.meanwell.com
3. Официальный сайт компании «ЭЛТЕХ». www. eltech.spb.ru
4. Спецификация на источник питания серии XLG‑240.
www.meanwell.si/upload/docs/XLG‑240‑spec.pdf
5. Спецификация на ограничитель пускового тока ICL‑16.
www.meanwell-web.com/content/files/pdfs/productPdfs/MW/ICL‑16R/ICL‑16R,16L-spec.pdf
6. Отчет об испытаниях источника питания XLG‑240‑L.
www.mean-well.ru/uploads/files/datasheets/XLG‑240‑L‑A