Калькулятор рассчитывает параметры RC-цепи плавного старта (Soft-Start) для блока питания. Он помогает определить величины резистора и конденсатора, необходимых для ограничения пускового тока и плавного нарастания выходного напряжения при включении устройства. Также отображается график экспоненциального роста напряжения на нагрузке во времени.
Что можно рассчитать и увидеть
- Необходимое сопротивление резистора \( R_{ss} \) для ограничения максимального тока.
- Ёмкость \( C_{ss} \) для заданного времени выхода на номинальное напряжение.
- График нарастания напряжения во времени на RC-цепи.
- Стартовый ток нагрузки (ограниченный резистором).
Программа пригодится в проектировании источников питания с высокой ёмкостью на выходе, где требуется ограничить начальный ток заряда, а также при разработке схем с контролем последовательного включения.
Формулы расчёта
Резистор ограничения пускового тока:
$$
R_{ss} = \frac{V_{in}}{I_{max}}
$$
Ёмкость для достижения \( \sim95\% \) выходного напряжения за время \( t_{ss} \) (где \( k = 3 \)):
$$
C_{ss} = \frac{t_{ss}}{k \cdot R_{ss}} \quad \text{(в Фарадах)}
$$
Напряжение на выходе как функция времени:
$$
V(t) = V_{in} \cdot \left(1 — e^{-t / (R_{ss} \cdot C_{ss})}\right)
$$
Пояснение параметров
| Параметр | Описание | Единицы |
|---|---|---|
| \( V_{in} \) | Входное напряжение питания | Вольт (В) |
| \( I_{max} \) | Ограничиваемый пусковой ток | Ампер (А) |
| \( t_{ss} \) | Желаемое время выхода на номинал | Миллисекунды (мс) |
| \( R_{ss} \) | Резистор ограничения пуска | Ом (Ω) |
| \( C_{ss} \) | Плавный запуск – конденсатор | Фарады (Ф) / мкФ |
Пример расчёта
Исходные данные:
Входное напряжение \( V_{in} = 12 \, В \)
Максимальный ток \( I_{max} = 1 \, А \)
Время soft-start \( t_{ss} = 100 \, \text{мс} = 0.1 \, \text{с} \)
Расчёт:
$$
R_{ss} = \frac{12}{1} = 12 \, \Omega
$$
$$
C_{ss} = \frac{0.1}{3 \cdot 12} = 0.00278 \, \text{Ф} = 2780 \, \mu\text{Ф}
$$
График показывает, как напряжение на выходе схемы постепенно достигает положенного значения.
Примечание: величина конденсатора рассчитывается с учётом того, что выходное напряжение достигает 95% от \( V_{in} \) примерно за \( 3\tau \), где \( \tau = RC \). При необходимости более быстрого или медленного запуска можно изменить множитель \( k \).
Программа особенно полезна для схем с большими выходными ёмкостями, импульсных DC/DC-преобразователей и модулей, где важно защитить элементы от пиковых токов при включении. Также она может использоваться для проектирования задержек включения других блоков или фазного старта нагрузки.
