電源外圍設計之衝擊電流抑製
發布時間:2021-11-23 來源:金升陽 責任編輯:wenwei
【導讀】開關電源在應用時,可能需要輸入端的主電網提供短時間的大電流脈衝,這種電流脈衝通常被稱為“輸入衝擊電流”。輸入衝擊電流給主電網中的斷路器和其它熔斷器的選擇造成了一定麻煩:斷路器一方麵要保證在過載時熔斷,起到保護作用;另(ling)一(yi)方(fang)麵(mian)又(you)必(bi)須(xu)在(zai)輸(shu)入(ru)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)出(chu)現(xian)時(shi)不(bu)能(neng)熔(rong)斷(duan),避(bi)免(mian)誤(wu)動(dong)作(zuo)。輸(shu)入(ru)衝(chong)擊(ji)電(dian)流(liu)也(ye)會(hui)產(chan)生(sheng)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)波(bo)形(xing)塌(ta)陷(xian),使(shi)電(dian)網(wang)的(de)供(gong)電(dian)質(zhi)量(liang)變(bian)差(cha),進(jin)而(er)影(ying)響(xiang)其(qi)它(ta)用(yong)電(dian)設(she)備(bei)的(de)工(gong)作(zuo)。為(wei)確(que)保(bao)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)的(de)供(gong)電(dian)穩(wen)定(ding)和(he)電(dian)源(yuan)本(ben)身(shen)的(de)安(an)全(quan),電(dian)源(yuan)應(ying)用(yong)的(de)外(wai)圍(wei)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。
一、衝擊電流產生的原因
在(zai)開(kai)關(guan)電(dian)源(yuan)中(zhong),輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)首(shou)先(xian)經(jing)過(guo)前(qian)級(ji)濾(lv)波(bo),再(zai)通(tong)過(guo)橋(qiao)式(shi)整(zheng)流(liu)器(qi)變(bian)成(cheng)直(zhi)流(liu),然(ran)後(hou)通(tong)過(guo)一(yi)個(ge)很(hen)大(da)的(de)電(dian)解(jie)電(dian)容(rong)器(qi)進(jin)行(xing)波(bo)形(xing)平(ping)滑(hua),之(zhi)後(hou)才(cai)能(neng)進(jin)入(ru)真(zhen)正(zheng)的(de)直(zhi)流(liu)/直zhi流liu轉zhuan換huan器qi。輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu就jiu是shi在zai對dui這zhe個ge電dian解jie電dian容rong器qi進jin行xing初chu始shi充chong電dian時shi產chan生sheng的de,它ta的de大da小xiao取qu決jue於yu起qi動dong上shang電dian時shi輸shu入ru電dian壓ya的de幅fu值zhi以yi及ji由you橋qiao式shi整zheng流liu器qi和he電dian解jie電dian容rong器qi所suo形xing成cheng回hui路lu的de總zong電dian阻zu。如ru果guo恰qia好hao在zai交jiao流liu輸shu入ru電dian壓ya的de峰feng值zhi點dian起qi動dong時shi,就jiu會hui出chu現xian峰feng值zhi輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu。
二、限製開機浪湧電流的五大對策
方案一:輸入端串聯負溫度係數熱敏電阻(NTC)——最常用的輸入浪湧電流限製方法
串聯負溫度係數熱敏電阻NTC是目前為止最為簡單的抑製輸入浪湧衝擊電流的方法之一。因為NTC會隨溫度升高而降低。在開關電源起動時,NTC處於常溫,有很高的阻值,可以有效地限製電流;而在電源啟動後,NTC會由於自身散熱原因而迅速升溫至約110℃,電阻值則減少到室溫時的約十五分之一,從而減少了開關電源正常工作時的功率損耗。
方案二:在應用微小功率的開關電源時,直接使用功率電阻限製浪湧衝擊電流
方案三:NTC熱敏電阻與普通功率電阻並聯的方式來限製浪湧電流
常溫啟機時,功率電阻與熱敏電阻並聯後的阻值來限製浪湧電流,在低溫起機時NTC熱敏電阻的阻值急劇升高但功率電阻阻值基本是不變的能保證低溫啟動,不過在高溫實驗時浪湧電路也很大。
方案四:串聯固定電阻器配合晶閘管,來限製輸入浪湧電流
上電時,Vs截止,電流經過R1,R1起到限流作用,達到一定條件,Vs導通,將R1斷路,使效率損失大大降低。
方案五:利用MOS管和延時網絡電路對浪湧電流進行抑製
電路工作的基本原理是:由於DC-DC開關電源的輸入端接有容性濾波電路,當開機加電瞬間由於需要為濾波電容C1、C2充電,所以瞬間產生較大的浪湧電流,此時在母線輸入的地線上介入的MOSFET(VT1)的漏原極之間並未導通,隨著R2、R3、DZ1及C3組成的延時電路給MOSFET(VT1)的柵極加電,是MOSFET(VT1)delouyuanjizhujiandaotong,congeryouxiaojianxiaolekaijishunjianyoushuruduanderongxinglvbodianluchongdianerchanshengdelangyongdianliuzhi。dangdianlujinruwendinggongzuozhuangtaixia,qilouyuanjishizhongchuyudaotongzhuangtai。
由於實際的開關電源產品產品設計中對於浪湧電流抑製不盡相同,可通過調節C3的具體參數而獲得不同的浪湧電流抑製的結果。
三、小結
金jin升sheng陽yang作zuo為wei國guo內nei最zui優you秀xiu的de電dian源yuan解jie決jue方fang案an供gong應ying商shang之zhi一yi,不bu僅jin提ti供gong性xing能neng優you異yi的de電dian源yuan產chan品pin,也ye提ti供gong服fu務wu高gao效xiao響xiang應ying迅xun速su的de技ji術shu支zhi持chi工gong作zuo,金jin升sheng陽yang具ju有you國guo內nei電dian源yuan廠chang家jia少shao有you的deEMC目擊實驗室,在EMC及各種電源問題上具有“T+4”服務響應,與時俱進,不斷致力於為各行各業提供優質的電源解決方案。
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