“5種”抑製衝擊電流的方法
發布時間:2019-04-15 責任編輯:wenwei
【導讀】通常在開關電源起動時,可能需要輸入端的主電網提供短時的大電流脈衝,這種電流脈衝通常被稱為“輸入浪湧電流(inrush current)”。輸入浪湧電流首先給主電網中的斷路器(main circuit breaker)和其它熔斷器的選擇造成了麻煩: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浪lang湧yong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。其qi次ci,輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu會hui產chan生sheng輸shu入ru電dian壓ya波bo形xing塌ta陷xian,使shi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。
出現輸入浪湧電流的原因
如圖1suoshidekaiguandianyuanzhong,shurudianyashouxianjingguoganraolvbo,zaitongguoqiaoshizhengliuqibianchengzhiliu,ranhoutongguoyigehendadedianjiedianrongqijinxingboxingpinghua,zhihoucainengjinruzhenzhengdezhiliu/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。

圖1 開關電源輸入端簡圖
限製開機浪湧電流的五種對策大比拚
方案一
最常用的輸入浪湧電流限製方法:串聯負溫度係數熱敏限流電阻器(ntc)

圖2 串聯NTC限製開機浪湧電流
串聯負溫度係數熱敏限流電阻器ntc無疑是目前為止最簡單的抑製輸入浪湧電流的方法。因為ntc電阻器會隨溫度升高而降低。在開關電源起動時,ntc電阻器處於常溫,有很高的電阻,可以有效地限製電流;而在電源起動之後,ntc電阻器會由於自身散熱而迅速升溫至約110ºc,電阻值則減少到室溫時的約十五分之一,減少了開關電源正常工作時的功率損耗。
優點:
● 電路簡單實用、成本低
缺點:
1. ntc電阻器的限流效果受環境溫度影響較大:如果在低溫(零下)起動時,電阻過大,充電電流過小,開關電源可能無法起動;如果在高溫起動,電阻器的阻值過小,則可能達不到限製輸入浪湧電流的效果。
2. 限流效果在短暫的輸入主電網中斷(約幾百毫秒數量級)時隻能部分地達到。在這個短暫的中斷期間,電解電容器已被放電,而ntc電阻器的溫度仍很高,阻值很小,在需要電源馬上重新起動時,ntc無法有效地實現限流作用。
3. ntc電阻器的功率損耗降低了開關電源的轉換效率。
方案二
在做微小功率的開關電源時,直接使用功率電阻限製浪湧電流。

圖3 直接串聯功率電阻限製浪湧電流(隻適合微小功率開關電源)
優點:
● 電路簡單、成本低、對浪湧電流的的限製方麵幾乎不受高低溫的影響
缺點:
● 隻適合微小功率開關電源
● 對效率影響很大
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

圖4 NTC熱敏電阻與功率電阻並聯的方式來抑製開機浪湧電流
常溫起機時,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。
優點:
● 簡單實用、對於常溫和低溫起機時效果不錯
缺點:
● 效率影響較大
● 高溫浪湧電流大
方案四
串聯固定電阻器配合晶閘管,來限製輸入浪湧電流

圖5 串聯固定電阻器配合晶閘管來限製開機浪湧電流
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。是效率損失大大降低。
優點:
● 功耗低
● 對浪湧電流的的限製方麵幾乎不受高低溫的影響
缺點:
● 體積大、成本高
方案五
利用MOSFET開關管及延時網絡電路進行浪湧電流抑製浪湧電流

圖5 利用開關管延時電路進行浪湧電流抑製浪湧電流
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CA1組成的延時電路給MOSFET(VT1)的柵極加電,是MOSFET(VT1)的(de)漏(lou)源(yuan)極(ji)逐(zhu)漸(jian)導(dao)通(tong),從(cong)而(er)有(you)效(xiao)減(jian)小(xiao)了(le)開(kai)機(ji)瞬(shun)間(jian)由(you)輸(shu)入(ru)端(duan)的(de)容(rong)性(xing)濾(lv)波(bo)電(dian)路(lu)充(chong)電(dian)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)值(zhi)。當(dang)電(dian)路(lu)進(jin)入(ru)穩(wen)定(ding)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)下(xia),其(qi)漏(lou)源(yuan)極(ji)始(shi)終(zhong)處(chu)於(yu)導(dao)通(tong)狀(zhuang)態(tai)。
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CA1的具體參數而獲得不同的浪湧電流抑製的結果。
優點:
● 功耗低
● 常溫、低溫、高溫對浪湧電流的限製效果都特別好
缺點:
● 體積大
● 成本高
小結
duiyugezhonglangyongdianliuxianzhifangangeziyougezideyoushimeiyoujueduidenazhongfangangenghao,genjuyaoqiulaixuanzeduiyugezhongdianyuanchanpindeyaoqiudoubuyiyangxuanzeshihedejiuhao。
推薦閱讀:
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 貿澤EIT係列新一期,探索AI如何重塑日常科技與用戶體驗
- 算力爆發遇上電源革新,大聯大世平集團攜手晶豐明源線上研討會解鎖應用落地
- 創新不止,創芯不已:第六屆ICDIA創芯展8月南京盛大啟幕!
- AI時代,為什麼存儲基礎設施的可靠性決定數據中心的經濟效益
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索






