中心議題：

• 開關電源浪湧電流產生的原因
• 軟啟動電路電氣工作原理
• 軟啟動電路的注意事項

解決方案：

• 在加電瞬間除去負載、同時限製有用的電流
• 在開始加電時全部晶體管都截止

zaigezhongguoquhexianzaichangyongdedianyuanzhong，kaiguandianyuanshihenpujide，yibankeyimanzurenheshejiyaoqiu。zhezhongdianyuanhenjingji，danzaishejizhongyecunzaiyixiewenti。zhejiushihenduokaiguandianyuan(特別是大功率開關電源)，都存在一個固有的缺點：在加電瞬間要汲取一個較大的電流。這個浪湧電流可能達到電源靜態工作電流的1O倍～100倍。

由此，至少有可能產生兩個方麵的問題。第一
，如果直流電源不能供給足夠的啟動電流

，開關電源可能進入一種鎖定狀態而無法啟動
；第二
，這種浪湧電流可能造成輸入電源電壓的降低
，足以引起使用同一輸入電源的其它動力設備瞬間掉電。

傳統的輸入浪湧電流限製方法是串聯負溫度係數熱敏限流電阻器(NTC)，然而這種簡單的方法具有很多缺點：如NTC電阻器的限流效果受環境溫度影響較大、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、NTC電阻器的功率損耗降低了開關電源的轉換效率……。其實上麵提出的這兩個問題可以通過一個“軟啟動電路”來解決，下麵詳細介紹之。

開關電源浪湧電流產生的原因

在論述“軟啟動電路”以前，我們首先討論浪湧電流是如何產生的。現代的驅動係統、逆變器和開關電源等一般通過脈衝調製技術(PWM)來轉換電能，其中的核心部件是直流／直流轉換器。如圖1所(suo)示(shi)的(de)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)幹(gan)擾(rao)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。
         

另ling外wai，變bian壓ya器qi電dian源yuan起qi動dong時shi也ye會hui出chu現xian輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu。然ran而er
，這zhe種zhong輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu的de出chu現xian原yuan因yin有you所suo不bu同tong。當dang變bian壓ya器qi電dian源yuan在zai正zheng弦xian輸shu入ru電dian壓ya的de過guo零ling點dian起qi動dong時shi，變bian壓ya器qi磁ci芯xin的de磁ci化hua在zai前qian幾ji個ge周zhou期qi中zhong被bei迫po進jin入ru一yi種zhong不bu平ping衡heng狀zhuang態tai。結jie果guo，磁ci芯xin在zai每mei個ge半ban周zhou飽bao和he。此ci時shi的de勵li磁ci電dian流liu隻zhi能neng由you微wei弱ruo的de漏lou電dian感gan寄ji生sheng電dian阻zu來lai限xian製zhi，導dao致zhi出chu現xian很hen大da的de輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu。變bian壓ya器qi電dian源yuan通tong常chang帶dai有you特te殊shu的de輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu限xian製zhi器qi來lai保bao證zheng其qi在zai正zheng弦xian輸shu入ru電dian壓ya的de峰feng值zhi起qi動dong，以yi防fang止zhi出chu現xian很hen高gao的de輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu。而er如ru果guo在zai開kai關guan電dian源yuan中zhong也ye使shi用yong這zhe種zhong輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu限xian製zhi器qi，則ze如ru前qian文wen所suo述shu，後hou果guo恰qia恰qia相xiang反fan，不bu但dan起qi不bu到dao限xian流liu作zuo用yong，反fan而er會hui導dao致zhi出chu現xian峰feng值zhi輸shu入ru浪lang湧yong電dian流liu。故gu我wo們men今jin天tian隻zhi討tao論lun開kai關guan電dian源yuan浪lang湧yong電dian流liu的de產chan生sheng和he消xiao除chu，變bian壓ya器qi電dian源yuan不bu在zai論lun述shu範fan圍wei。
[page]
軟啟動電路電氣工作原理

如果采用我們今天設計的“軟啟動電路”來消除開關電源啟動時的浪湧電流，可以很好地避免上述傳統浪湧電流限製方法的缺點。通過“軟啟動”來控製開關電源的啟動以消除浪湧電流，包含這樣兩條設計原則：即在加電瞬間除去負載、同tong時shi限xian製zhi有you用yong的de電dian流liu。如ru果guo不bu驅qu動dong負fu載zai

，開kai關guan電dian源yuan啟qi動dong時shi一yi般ban電dian流liu很hen小xiao。在zai很hen多duo情qing況kuang下xia

，啟qi動dong電dian流liu實shi際ji有you可ke能neng要yao比bi利li用yong這zhe種zhong方fang法fa保bao持chi的de穩wen態tai工gong作zuo電dian流liu小xiao。

下麵采用一個從－48V～+5V的開關電源路論述“軟啟動”技術。所用的開關電源是一個含有LT1172HVCT的穩壓器
，從負到正補償提升式(buck－boost)轉換器，其實任何一個從－48V～+5V的開關電源都能工作。其中
，軟啟動電路和開關電源電路是相互獨立的，電氣原理如圖2所示。

         

電路的工作原理很簡單。在開始加電時，全部晶體管都是截止的，C1處於放電狀態，這時負載是斷開的
，輸入電流由限流電阻R4分流。當開關電源啟動時，它的輸出電壓開始升高，在輸出電壓達到4．5V的時候(D1兩端3．9V加上Q3的Veb=0．6V)，Q3導通並對C1充電。當C1兩端的電壓VC達到Q1的門限電壓時(通常為3V)，Q1導通。

VC繼續升高，Q1完全導通，對輸入電流提供一個低阻抗通路，並且有效地旁路了限流電阻R4。當VC達到7．4V時(D2兩端6．8V加上Q4的Vbe=0．6V)，Q4導通，同時對Q2提供偏壓，也是Q2導通。這樣就使負載通過一個低阻抗與電源連接。至此，電源已被安全啟動，軟啟動電路也已完成其功用。利用下列公式可以計算出Q1和Q2的導通時間：

在VC等於3V的時候Q1導通
，也就是說在電源的輸出達到4．5V以後，大約150ms時導通；在VC等於7．4V時Q2導通，即在Q1導通後的330ms時導通。這樣長的時間，足以保證電源需要的穩定時間和使Q1與Q2緩慢地導通。因為要把啟動電流保持在一個最小值，所以FET(場效應管)的緩慢導通是至關重要的。若FET轉換太快，有可能產生一個大的浪湧電流，失去軟啟動電路的效用。

注意事項

(1)ruanqidongdianludezengjiashiyoudaijiade。congzhengtilaijiang，zhezhongdianlukekanzuoshidianyuandeyibufen，tayaoxiaohaogonglv
，shidianyuandexiaolvjiangdi。dabufengonglvsunshishiyouyushuchuchuandichangxiaoyingguanQ2的導通電阻不為零所造成的。這種IRFD9210的導通電阻為0．6Ω。在500mA輸出電流時，Q2將消耗300mW功率。如果不允許這樣大的損耗時，可以采用導通電阻更小的FET(但往往價格很高)。

(2)因為開關電源電壓的感測是取自場效應管Q2的輸入端，所以這種穿過Q2的電阻也影響負載電壓的穩定。隻要負載電流是相對恒定的

，這個問題並不嚴重。如果輸出電壓的變化較大，可以選用導通電阻低的FET來改善，也可以在軟啟動電路工作完成以後，在Q2的輸出端加一個電壓感測電路來改善。

以上詳細論述了“軟啟動電路”是如何消除開關電源浪湧電流的
，經過multisim軟件仿真
、最後實驗室實踐證明該軟啟動電路的控製能力很強。近期我們與“北京紐波爾電源技術有限公司”聯合設計了一款“SF-DC75～100W模塊電源”，gaikuandianyuanbufenliyongleshangshudeshejiyuanli，tongguoshichangyanzhenggaidianluqueshinenghenhaodixiaochujiaodagonglvkaiguandianyuanqidongshidelangyongdianliu
，bingqiedadagaishanlemokuaidianyuandeshuchutexing
，gukeyiyucegaidianlujuyoubucuodeshichangtuiguangjiazhi。shijishang，yishanglunshuwomensuirandouxiandingyongzai“-48V～+5V”的開關電源中
，但也可以把它改製成適合於各種開關電源所用的電路中。