“5种@@”抑制冲击电流的方法@@

通常在开关电源起动时@@@@@@,可能需要输入端的主电网@@提供短时的大电流脉冲@@,这种@@电流脉冲通常被称为@@“输入浪涌电流@@(inrush current)”。输入浪涌电流@@首先给主电网@@中的断路@@器@@(main circuit breaker)和其它熔断器的选择造成了麻烦@@:断路@@器一方面要保证在过载时熔断@@,起到保护作用@@;另一方面又必须在输入浪涌电流@@出现时不能熔断@@,避免误动作@@。其次@@,输入浪涌电流@@会产生输入电压波形塌陷@@,使供电质量变差@@,进而@@影响其它用电设备@@的工作@@。

出现输入浪涌电流@@的原因@@
如图@@@@1所示的开关电源中@@,输入电压首先经过干扰滤波@@,再通过桥式整流器变成直流@@,然后通过一个很大的电解电容器进行波形平滑@@,之后才能进入真正的直流@@/直流转换器@@。输入浪涌电流@@就是@@在对这个电解电容器进行初始充电@@时产生的@@,它的大小取决于起动上电时@@输入电压的幅值以及@@由桥式整流器和电解电容器所形成回路的总电阻@@。如果恰好在交流输入电压的峰值点起动时@@@@,就会出现峰值输入浪涌电流@@@@。

 开关电源输入端简图@@@@

图@@1 开关电源输入端简图@@@@

限制开机浪涌电流@@的五种@@对策大比拼@@

方案一@@

最常用的输入浪涌电流@@限制方法@@:串联@@负温度系数热敏限流电阻器@@(ntc)

串联@@NTC限制开机浪涌电流@@

图@@2 串联@@NTC限制开机浪涌电流@@

串联@@负温度系数热敏限流电阻器@@ntc无疑是@@目前为止最简单的抑制输入浪涌电流@@的方法@@。因为@@ntc电阻器会随温度升高而@@降低@@。在开关电源起动时@@@@,ntc电阻器处于常温@@@@,有很高的电阻@@,可以有效地限制电流@@;而@@在电源起动之后@@,ntc电阻器会由于@@自身散热而@@迅速升温至约@@110ºc,电阻值则减少到室温时的约十五分之一@@,减少了开关电源正常工作时的功率损耗@@。

优点@@:

电路简单@@实用@@@@、成本低@@

缺点@@:

1. ntc电阻器的限流效果受环境温度影响较大@@:如果在低温@@@@(零下@@)起动时@@,电阻过大@@,充电@@电流过小@@,开关电源可能无法起动@@;如果在高温起动@@,电阻器的阻值过小@@,则可能达不到限制输入浪涌电流@@的效果@@。

2. 限流效果在短暂的输入主电网@@中断@@(约几百毫秒数量级@@)时只能部分地达到@@。在这个短暂的中断期间@@,电解电容器已被放电@@,而@@ntc电阻器的温度仍很高@@,阻值很小@@,在需要电源马上重新起动时@@@@,ntc无法有效地实现限流作用@@。

3. ntc电阻器的功率损耗降低了开关电源的转换效率@@。

方案二@@

在做微小功率的开关电源时@@,直接使用功率电阻限制浪涌电流@@。

直接串联@@功率电阻限制浪涌电流@@

图@@3 直接串联@@功率电阻限制浪涌电流@@(只适合微小功率开关电源@@)

优点@@:

电路简单@@、成本低@@、对浪涌电流的的限制方面几乎不受高低温@@的影响@@

缺点@@:

只适合微小功率开关电源@@

对效率影响很大@@

方案三@@

NTC热敏电阻与普通功率电阻并联的方式来限制浪涌电流@@

NTC热敏电阻与功率电阻并联的方式来抑制开机浪涌电流@@

图@@4 NTC热敏电阻与功率电阻并联的方式来抑制开机浪涌电流@@

常温@@起机时@@,功率电阻与热敏电阻并联后的阻值来限制浪涌电流@@,在低温@@起机时@@NTC热敏电阻的阻值急剧升高但功率电阻阻值基本是@@不变的能保证低温@@启动@@,不过在高温实验时浪涌电路也很大@@。

优点@@:

简单实用@@、对于常温@@和低温@@起机时效果不错@@

缺点@@:

效率影响较大@@

高温浪涌电流大@@

方案四@@

串联@@固定电阻器配合晶闸管@@,来限制输入浪涌电流@@@@

串联@@固定电阻器配合晶闸管@@来限制开机浪涌电流@@@@

图@@5 串联@@固定电阻器配合晶闸管@@来限制开机浪涌电流@@@@

上电时@@,Vs截止@@,电流经过@@R1,R1起到限流作用@@,达到一定条件@@,VS导通@@,将@@R1断路@@。是@@效率损失大大降低@@。

优点@@:

功耗低@@

对浪涌电流的的限制方面几乎不受高低温@@的影响@@

缺点@@:

体积大@@、成本高@@

方案五@@

利用@@MOSFET开关管及@@延时网@@络电路进行浪涌电流抑制浪涌电流@@

利用@@开关管延时电路进行浪涌电流抑制浪涌电流@@

图@@6 利用@@开关管延时电路进行浪涌电流抑制浪涌电流@@

电路工作的基本原理是@@@@:由于@@DC-DC开关电源的输入端接有容性滤波电路@@,当开机加电瞬间由于@@需要为滤波电容@@C1、C2充电@@,所以瞬间产生较大的浪涌电流@@,此时在母线输入的地线上介入的@@MOSFET(VT1)的漏原极之间并未导通@@@@,随着@@R2、R3、DZ1及@@CA1组成的延时电路给@@MOSFET(VT1)的栅极加电@@,是@@MOSFET(VT1)的漏源极逐渐导通@@@@,从而@@有效减小了开机瞬间由输入端的容性滤波电路充电@@而@@产生的浪涌电流值@@。当电路进入稳定工作状态下@@,其漏源极始终处于导通@@状态@@。

由于@@实际的开关电源产品产品设计中对于浪涌电流抑制不尽相同@@,可通过调节@@CA1的具体参数而@@获得不同的浪涌电流抑制的结果@@。

优点@@:

功耗低@@

常温@@、低温@@、高温对浪涌电流的限制效果都特别好@@

缺点@@:

体积大@@

成本高@@

小结@@

对于各种@@浪涌电流限制方案各自有各自的优势没有绝对的哪种@@方案更好@@,根据要求来选择对于各种@@电源产品的要求都不一样选择适合的就好@@。

文章转载自@@:电源研发精英圈@@