Так, о преимуществах включения нагрузки в моменты нуля синусоиды.
Даже не только ёмкостные нагрузки, а и банальные лампы накаливания в начальный момент дают бросок тока, только не в тысячи раз как плохо спроектированные выпрямители с ёмкостями, а десяток раз. Потому они и перегорают в основном в момент включения, что пока не нагрелась до двух тысяч градусов ток заметно выше номинального. И на любом дефекте сопротивление чуть выше и разогрев сильнее и быстрее. При включении строго в ноль синуса напряжения ток конечно будет превышать номинальный, но уже не столь резко и не столь сильно, всё же уже от 1/10 номинального напряжения ток достигнет почти номинального и разогрев будет существенно более плавным и более равномерным (на дефектах, которые будут разрушаться не так интенсивно).
Но лампы это ладно, их почти не осталось.
Любой блок питания без
PFC имеет на входе выпрямитель и ёмкость и ток заряда этой ёмкости ограничивают очень далеко не всегда. И даже когда ограничивают, то не всегда эффективно (NTC термисторы эффективны с большими оговорками). А таковы практически 100% блоков питания мощностью до сотен Вт, хотя в РФ и есть требование наличия PFC при мощностях от 50Вт и выше. И даже наличие PFC не гарантирует отсутствия пусковых токов, хотя и заметно снижает их длительность (кондёры перед PFC на порядки меньше фильтрующих без PFC). Да, ГОСТ-ы не очень-то требуют отсутствия пусковых токов, но там надежда что все они не перегрузят подводящие линии, а короткие "иголки" вообще лягут на индуктивности проводки и не побегут по всему дому или району. И по факту ГОСТ-ы лишь закрепляют сложившуюся практику не налагая особо драконовских ограничений.
Включая ёмкостную нагрузку в момент нуля напряжения мы очень сильно ограничиваем пусковые токи. При наличии PFC чуть ли не до номинального.
Отдельно чем опасны огромные пусковые токи.
Да ровно тем же что и с лампами накаливания, преимущественным разрушением в электросети уже существующих дефектов, т.е. получается лавинообразный эффект, чуть где что случайно стало на капелюшечку хуже и могло бы работать годы и годы, так ровно в этом месте оно начинает разрушаться всё быстрее и быстрее. Хорошо если это где-то в легко доступном месте, куда вы часто смотрите или просто видите хоть краем глаза и можете и быстро заменить и пресечь начало пожара, а если оно скрыто в стене или в щитке или внутри самого устройства (входные цепи) ...
Другая неприятность пусковых токов, не столь опасная, но раздражающая: срабатывания автоматов защиты в щитке. Те конечно специально рассчитаны их пропускать, но не абсолютно любые, и при неправильном выборе автомата он вполне может сработать в момент включения мощной нагрузки в сеть. Казалось бы пойти включить обратно не проблема, но если вдруг на компьютере не было UPS и он вырубился аварийно и порушил всю файловую систему на системном диске, а про бэкапы "не, не слышали" ... Много развлечений и нервов обеспечено (см. ниже первую историю из жизни).
Короткие же пусковые токи, скорее "иголки", которые есть в сети от любого выпрямителя с ёмкостью без входных фильтров, неприятны что пролазят буквально везде, даже в эфир, и создают помехи даже вполне исправным приборам (ну если конечно их тоже спроектировали без учёта таких факторов, что впрочем встречается совсем нередко). При попадании в электронные устройства могут приводить к их сбоям в работе и, чисто теоретически, даже выгоранию (например если вдруг собьётся драйвер мощного полевика в DC-DC блоке питания, а таких абсолютное большинство вокруг). У меня в личной практике был случай расследования убийства аппаратурой выдачи корма домашних животных от помехи из сети (выдало месячную норму корма и те сдохли от переедания), там обошлось в смысле что причина была в другом, однако вероятность такая была и мне могло прилелеть ого-го. Конечно в грамотно спроектированном устройстве защита от всего этого "добра" предусмотрена, но много ли таких правильных устройств на рынке и не предпочитают ли им более дешёвые аналоги без всех этих защит ...
Конечно все эти ужасы не происходят прямо вот каждый день и у каждого второго, но тот же эфир буквально "засран" помехами тотально у всех (кроме разве что сельских жителей). И это проблема. А остальные, стоит ли обмен чуть больших затрат
всех на затраты
одного из тысяч и тысяч по ремонту квартир (своей и соседей) после пожара — вопрос не технический.
Про индуктивные нагрузки говорить не буду, там всё сложнее, а мне уже надоело, да и понимаю происходящие с ними процессы существенно хуже.
Релюшки (и тумблеры, они эквивалентны).
Да, по проходному сопротивлению и соответственно по КПД им нет равных.
Вот только у них и искрообразование (что разрушает их самих и сильно фонит в эфир), и дребезг при замыкании и размыкании (что очень нехорошо для электронной нагрузки из-за сложности переходных процессов в ней), и пожароопасная дуга при размыкании (да, можно более-менее эффективно гасить), ну и включение в произвольный момент синуса. Про надёжность механики, несравнимую с надёжностью электронного ключа, тоже можно не забывать.
Так что их ставить конечно можно. Да они везде и стоят. Но прогресс не стоит на месте и сейчас есть и другие варианты.
На закуску две истории из жизни. Не обе про ёмкостные нагрузки, но.
(История первая)
О пусковых токах в быту. Так уж получилось что у меня холодильник, плита и стиралка висят на одной линии и автомате. Обычно не бывает что одновременно и готовим что-то объёмное (на большой мощности плиты) и стираем. А не так давно в процессе готовки и стирки, причём не в самом начале при включении, вдруг раз и всё вырубилось. В результате разбирательства выяснилось что пожара не собиралось и вообще всё везде исправно, просто совпали моменты включенной на полную плиты, нагрева стиралки и включения мотора холодильника. И пусковой ток превысил защиту автомата. Именно пусковой, номинальный заметно ниже. По отдельности и даже парами все три прибора работают нормально. Полчаса нервов в ожидании пожара, два часа беготни с мультиметром с раскруткой розеток и вилок (до которых ещё надо добраться) в поисках проблем, не сваренный вовремя обед и инструкция на будущее не включать плиту со стиралкой одновременно ... Легко отделались.
(История вторая)
Решил тут директор не морочить нам (разработчикам) головы и заказать разработку блока питания на стороне, с кучей возможностей и предусмотреть в нём всё-всё-всё, нашёл вроде крутую контору, типа даже на космос делают блоки питания, выдали им ТТ и образец существующего блока питания, они взяли паузу подумать и прикинуть. Через три недели приезжают на обсуждение плана работ и согласование ТЗ.
До ТЗ дело не дошло. Всё что они сделали за три недели — включили выданный образец блока питания (а там активная PFC) через измерительную аппаратуру и померили пусковые токи. Увидели сотни-тысячи ампер и ужаснулись. И бросили работу. На времена в микросекунды то ли не обратили внимания, то ли не поверили. За три недели! Вообще-то эта работа от получаса если всё готово до полудня если надо весь стенд собирать с нуля.
Чтоб было понятно, ГОСТ такие токи
с такими временами (и это важно!) вполне разрешает (я мог с конкретными цифрами напутать, уже плохо помню). Мы даже прямо при них открыли соответствующий ГОСТ и прямо сверили их цифры с ним. Разрешено.
Но самое смешное даже не это. Они показали фотки своего стенда с подключенным нашим блоком питания, типа как они мерили и что картинки осциллограмм не фотошоп. И на этих фотках измерительные провода валяются просто в куче с силовыми! Без экранов, без свивки, без разнесения в пространстве, без перпендикулярности ...
Когда я (программист! вообще не обязан разбираться в таких вопросах!) с коллегой радиоинженером буквально на пальцах прикинули взаимные ёмкости, такие осциллограммы могли давать просто банальные наводки из силовых кабелей от вполне допустимых токов заряда паразитных ёмкостей в блоке питания. Без всяких ужасных пиковых токов вообще! Контора, типа работающая в том числе на космос ...
Концовка у истории печальная, но закономерная. Тех "друзей" послали лесом, ТЗ вернули нам в работу, мы конечно всё лишнее и трудное оттуда сразу повычёркивали объяснив директору что он
категорически не прав 
, но всё равно поработать пришлось (потому и печальная). Блоки питания стали наверное процента на три дороже, но заметно надёжнее и функциональнее, а пусковые токи ... ну они так и остались в рамках ГОСТ-ов, как и были. Не нулевые как хотелось бы, но и не ужасные.
Почему не нулевые история отдельная, кратко: ни одна из опробованных методик их снижения не давала гарантированного результата. Все в каких-то ситуациях глючили или даже сжигали сам блок питания (например из-за дребезга, который дальше там разрастался до космических масштабов). Или стоили почти как весь остальной блок питания, что неприемлемо.
И пожалуйста не надо приводить мне ссылки на китайские ограничители пусковых токов за 50-100р, это фигня. Они работают, но далеко не всегда, не везде и не гасят достаточно. Пользоваться ими можно и нужно, чуть лучше они реально делают, но до желаемых параметров им как до Луны.
И уж тем более не рассказывайте "как правильно гасить пусковые токи за 1-10-100р". Все эти схемы опробованы и признаны негодными. И многоканальные и на разных принципах. Потому что все ГЛЮЧАТ. Некоторые лишь в
исключительно редких ситуациях, но когда такая ситуация случается
реально и сгорает оборудование на сотни миллионов рублей, тут уж редкость такого совпадения утешает мало. И это к сожалению не домыслы, такие случаи реально были.
Просто надо чувствовать разумный предел, где следует остановиться. Иначе любое хорошее дело можно загнать в стадию идиотизма!
"Лучшее- враг хорошего!"
В частности поэтому и не бегаю меняю выключатели, а лишь "подумываю". Больше как разминка для ума. Типа "вот в идеале хотелось бы так и эдак ... как это можно сделать?".
29.03.2021, 10:58 
