¿Condensadores de filtrado antes del fusible o después del fusible mientras se limita la corriente de entrada?

El límite de 10uF puede estar cerca del regulador donde hace más bien. La corriente de entrada con ese tamaño de capacitor no debería ser un problema para un fusible de 3.5A.

El fusible que ha seleccionado es un fusible de acción rápida, pero es poco probable que la masa térmica del fusible responda en el breve tiempo que se tarda en cargar un condensador de 10 uF.

Siempre tendrá una cierta cantidad de resistencia en serie en el cableado, conectores, trazas de PCB que también ayudarán a limitar la corriente de entrada. Además, en circunstancias normales, sospecho que alternaría el interruptor de alimentación de la fuente de 12 V para apagar su circuito en lugar de conectar directamente los + 12 V. En este caso, el suministro tendrá un tiempo de subida bastante largo en su salida que limita la corriente de irrupción a los mismos niveles.

Para sonreír, ejecuté una simulación asumiendo una resistencia de cableado de 0,1 ohmios y el suministro de 12 V alcanzando el voltaje máximo en 10 us. En estas condiciones, la corriente de irrupción es de ~12 A para el tiempo de subida de 10 useg del suministro (se utiliza subida lineal). Mi estimación es que, en tales condiciones, el material del fusible puede sobrecalentarse y fundirse solo si el ciclo de trabajo de conmutación fue más rápido de lo que el fusible puede enfriarse con un pulso de 10 useg.

Tenga en cuenta que en el pasado he tenido experiencia de primera mano al ver fusibles cristalizarse y fallar después de años de servicio al estar sujetos a corrientes de entrada. Eso fue en las líneas de CC rectificadas de un chasis Cromemco S100 que tenía enormes condensadores. Sus límites de 10uF se verían como motas en comparación. El fusible Cromemco en cuestión era el fusible de 30 A en el riel de 8 V como se muestra ( en la foto aquí ). Dentro de la parte posterior de la unidad, el capacitor asociado era la gran lata de sopa en (la parte más cercana de esta imagen ). Ese capacitor era una unidad de 130,000uF/15V.

Ahora, si tuviera algo así como un condensador de 4700uF, entonces puede haber más preocupación. En ese caso, es posible que desee seleccionar un fusible tipo SloBlo con retardo de tiempo.

En algunos dispositivos electrónicos en los que, de hecho, es posible una corriente de entrada muy grande, el equipo está diseñado con un dispositivo resistivo de bajos ohmios en serie con la entrada. A medida que el dispositivo sube, un circuito especial detecta cuándo las tapas de entrada están cargadas o simplemente espera un retraso nominal y luego activa un relé que corta el dispositivo de baja resistencia.

Pregúntese: si el capacitor falla en un cortocircuito, ¿cómo protegerá el fusible contra sobrecorriente (incendio, etc.)?

Eso dicta la colocación correcta del fusible y el condensador.

(No tengo ningún problema con la excelente respuesta de Michael, pero quería resaltar el punto más importante con mayor claridad. No solo para este ejemplo, sino pensando en los circuitos en general).

Si el capacitor es lo suficientemente grande como para que la corriente de irrupción sea un problema, entonces se necesitará un fusible que se funda más lentamente, o algún circuito de arranque suave alternativo (por ejemplo, un límite de corriente en el suministro de 12 V).

1) ¿Qué configuración de capacitor es buena? antes del fusible o después del fusible

Después del fusible, para que la tapa proporcione una mejor ruta de derivación para el regulador y para que el fusible brinde protección en caso de que el capacitor falle.

2) ¿Cómo limito mi corriente de entrada?

Por una gorra tan pequeña no me molestaría.

Intentemos poner algunos números al problema de la irrupción.

Modelemos el fusible como una resistencia, el suministro como una fuente de voltaje ideal y el capacitor como un capacitor ideal y supongamos que el suministro se aplica instantáneamente. Esto debería darnos una cifra en el peor de los casos para la energía disipada en el fusible.

La energía extraída del suministro es$CV^2$la energía almacenada en el condensador es$\frac{1}{2}CV^2$entonces la energía disipada en el fusible es$\frac{1}{2}CV^2$lo que equivale a 0,7 milijulios.

El número de pieza de su fusible real es 045303.5 (015403.5 es la combinación de fusible/portafusible). La hoja de datos del fusible se encuentra en https://www.mouser.co.uk/datasheet/2/240/Littelfuse_Fuse_451_453_Datasheet.pdf-468354.pdf

Desafortunadamente, la hoja de datos no nos dice directamente la energía mínima necesaria para quemar el fusible, pero podemos obtener una estimación aproximada a partir de las curvas de tiempo/corriente y la resistencia nominal.

desafortunadamente, las curvas de tiempo/corriente para las diferentes clasificaciones están superpuestas y, por lo tanto, son difíciles de leer, pero parece que para quemar el fusible en 1 ms se necesitan alrededor de 100 A y que la resistencia del fusible es de aproximadamente 0,02 ohmios.

$E = I^2Rt$

Por lo tanto, la energía mínima necesaria para quemar el fusible es de aproximadamente 0,2 julios. Eso es aproximadamente 285 veces mayor que la energía que su capacitor puede entregar al fusible.

También sentiría que un capacitor de solo 10 uf tendría un efecto insignificante sobre su fusible de alguna manera. En mi opinión, tener la tapa después del fusible también es inteligente, porque si alguna vez tuviera una fuga o un cortocircuito directo a tierra, explotaría su fusible, protegiendo así su suministro de 12V de una posible sobrecarga. Si alguna vez se necesita una situación de tapa más grande para un filtrado adecuado en otra aplicación, siempre puede colocar un termistor NTC en serie justo antes del fusible. El uso y la selección adecuada de dicho dispositivo requeriría hacer algunos cálculos. Aquí hay un enlace "si está interesado" a los conceptos básicos de cómo funciona un termistor NTC. Buena suerte.

https://en.m.wikipedia.org/wiki/Inrush_current_limiter