Warum verdoppelt sich der Einschaltstrom eines Druckers für 240 V gegenüber 120 V?

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In dieser Antwort wird der Einschaltstrom für einen Laserdrucker wie folgt aufgeführt:

Inrush Current: (Duration: significantly < 1 second)    
  Model A  (120V): 23 A peak (20 deg C, from cold start) 
  Model AB (240V): 40 A peak (20 deg C, from cold start)

Die Frage, die Dan Neely in den Kommentaren stellte, weckte mein Interesse und ließ mich mein Verständnis der elektrischen Theorie in Frage stellen. Ich hätte erwartet, dass die Stromaufnahme für das Hochspannungsmodell gleich oder möglicherweise sogar halb so hoch ist. Ich sollte beachten, dass ich diese Annahme auf frühere Erfahrungen beim Aufbau von Racks in einem Rechenzentrum stütze, in denen wir normalerweise mehr 240-V-Server in ein Rack als 120 V einbauen könnten, da deren Stromverbrauch erheblich geringer war.

Also, bitte schulen Sie mich: Warum hat das 240-V-Modell fast doppelt so viel Einschaltstrom wie das 120-V-Modell?

power-supply voltage

— Justin ᚅᚔᚈᚄᚒᚔ
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Ich habe keine Zeit für eine echte Antwort, aber vielleicht kann das Verhalten des Druckers zum Zeitpunkt Null nach dem Ohmschen Gesetz modelliert werden? Wenn die Impedanz des Druckers zum Zeitpunkt des Einschaltens Z beträgt, ist der Strom I = U / Z. Wenn wir die Spannung verdoppeln, verdoppelt sich auch der Strom und stabilisiert sich auf einem niedrigeren Niveau, sobald das Netzteil tatsächlich Zeit hat, mit der Arbeit zu beginnen.

— AndrejaKo

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Der Betriebsstrom sollte wie erwartet umgekehrt proportional zur Spannung sein, aber Einschaltstrom ist ein anderes Problem. Der Einschaltstrom kommt wahrscheinlich vom Aufladen der Reservoirkappen unmittelbar nach der Vollwellenbrücke in der Stromversorgung. Diese Kondensatoren sind fest, werden jedoch proportional zur Netzspannung aufgeladen. Der ihnen letztendlich entnommene Strom ist umgekehrt proportional zur Netzspannung, aber beim Einschalten wird nur die Kapazität angezeigt, die unmittelbar an die Stromleitung angeschlossen ist. Mehr Spannung bei gleicher Kappe bedeutet mehr Coulomb, was mehr Strom bei gleicher kurzer Zeit bedeutet.

— Olin Lathrop
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Danke, Olin. Ich vermutete, dass das Einschalt-Szenario etwas Spezifisches enthielt, erkannte jedoch nicht, dass das Netzteil möglicherweise über bestimmte Schaltkreise verfügt, um diesen Einschaltvorgang außerhalb der normalen Schaltkreise des Netzteils zu handhaben. In diesem Sinne ist es sinnvoll, dass mehr Druck mehr Fluss bedeutet.

— Justin 27

Der Einschaltstrom wird also 2x so groß sein, aber die Einschaltdauer sollte 1/2 so lange dauern?

— KutuluMike

@ Michael: Ich sehe nicht, woher du die 1/2 hast. Der Einschaltstrom für die höhere Spannung wird wahrscheinlich etwas länger dauern und in beiden Fällen viel damit zu tun haben, wo im Stromkreiszyklus das Gerät eingeschaltet oder eingesteckt wurde.

— Olin Lathrop

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Einschaltstrom fließt im Allgemeinen durch ein Widerstandsgerät wie einen Thermistor und lädt alle Kondensatoren auf der Netzseite aller Netzteile im Gerät auf. Aus diesem Grund bedeutet eine größere Eingangsspannung einen größeren Einschaltstrom - die Kondensatoren sind zum Zeitpunkt des Einschaltens wie ein Kurzschluss, sodass nur der Thermistor und die Netzspannung den maximalen Einschaltstrom definieren.

Der Thermistor begrenzt den Strom, der die Kondensatoren auflädt, auf ein sicheres Niveau und verhindert so Schäden an Komponenten und störende Auslösungen (durchgebrannte Unterbrecher, Sicherungen usw.). Der Thermistor kann auch dazu beitragen, den Kurzschlussstrom bei einem kurzgeschlossenen Kondensator zu begrenzen.

Einschaltstrom wird normalerweise durch eine programmierbare Wechselstromquelle oder einen Triac-Schaltkreis charakterisiert, der die Netzspannung ab einem Spitzenwert von 90 Grad anlegt, um die Spitzenspannung (und den Einschaltstrom) zu maximieren.

Kaltstart bezieht sich darauf, dass das Gerät ausreichend lange ausgeschaltet ist, um sicherzustellen, dass alle Kondensatoren im Gerät auf das absolute Minimum entladen sind. (normalerweise 24 Stunden).

— Adam Lawrence
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