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电源输入浪涌电流有效抑制五种方法_浪涌_电流

神尊大人 2025-01-23 17:16:42 0

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解释

常日在开关电源起动时,可能须要输入真个主电网供应短时的大电流脉冲,这种电流脉冲常日被称为“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:断路器一方面要担保在过载时熔断,起到保护浸染;另一方面又必须在输入浪涌电流涌现时不能熔断,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事情。

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涌现输入浪涌电流的缘故原由

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(图片来自网络侵删)

如图1所示的开关电源中,输入电压首先经由滋扰滤波,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。
输入浪涌电流便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。
如果恰好在互换输入电压的峰值点起动时,就会涌现峰值输入浪涌电流。

限定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定方法:串联负温度系数热敏限流电阻器(ntc)

图2 串联NTC限定开机浪涌电流串联负温度系数热敏限流电阻器ntc无疑是目前为止最大略的抑制输入浪涌电流的方法。
由于ntc电阻器会随温度升高而降落。
在开关电源起动时,ntc电阻器处于常温,有很高的电阻,可以有效地限定电流;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事情时的功率损耗。

优点:

电路大略实用、本钱低

缺陷:

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,则可能达不到限定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,在须要电源立时重新起动时,ntc无法有效地实现限流浸染。

3. ntc电阻器的功率损耗降落了开关电源的转换效率。

方案二在做眇小功率的开关电源时,直策应用功率电阻限定浪涌电流。

直接串联功率电阻限定浪涌电流(只适宜眇小功率开关电源)

优点:

电路大略、本钱低、对浪涌电流的的限定方面险些不受高低温的影响

缺陷:

只适宜眇小功率开关电源

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办法来限定浪涌电流

NTC热敏电阻与功率电阻并联的办法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定浪涌电流,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担保低温启动,不过在高温实验时浪涌电路也很大。

优点:

大略实用、对付常温和低温起机时效果不错

缺陷:

效率影响较大

高温浪涌电流大

方案四

串联固定电阻器合营晶闸管,来限定输入浪涌电流

串联固定电阻器合营晶闸管来限定开机浪涌电流

上电时,Vs截止,电流经由R1,R1起到限流浸染,达到一定条件,VS导通,将R1断路。
是效率丢失大大降落。

优点:

功耗低

对浪涌电流的的限定方面险些不受高低温的影响

缺陷:

体历年夜、本钱高

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

电路事情的基本事理是: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须要为滤波电容C1、C2充电,以是瞬间产生较大的浪涌电流,此时在母线输入的地线上参与的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真个容性滤波电路充电而产生的浪涌电流值。
当电路进入稳定事情状态下,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付浪涌电流抑制不尽相同,可通过调节CA1的详细参数而得到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定效果都特殊好

缺陷:

体历年夜

本钱高

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