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6种抑制开关电源启动浪涌电流的方法

日期2024-05-17 05:43:30 来源:华体会登录地址 作者:华体会登录页面阅读:5

  如下图,输入电压首先经过干扰滤除,然后通过桥式整流转换为直流电,接着大电解电容对波形进行平滑,最后才计入真正的

  输入浪涌电流是在电解电容初次充电时产生的,其大小取决于加电开始时输入电压的幅值以及桥式整流器和电解电容形成的回路的总电阻,如果恰好在交流输入电压的峰之点启动,就会出现峰值输入浪涌电流。

  由于NTC热敏电阻的阻值会随着温度的升高而减小,所以当开关电源启动时,NTC热敏电阻处于常温状态,阻值较高,可以有效地限制电流,电源启动后,NTC热敏电阻由于自身散热作用,会迅速升温至10℃左右,阻值明显降低至室温时的十五分之一左右。

  NTC热敏电阻的限流效果受环境温度影响较大;低温启动时,如果阻值太大,充电电流太小,开关电源可能无法启动。如果在高温下启动,热敏电阻的阻值太小,可能达不到限制输入浪涌电流的效果。

  当电短暂中断时,只能实现部分限流效果。在这短暂的终端期间,电解电容已经放电完毕,NTC热敏电阻的温度仍然很高,阻值很小。当电源需要立即重新启动时,NTC热敏电阻无法有效限制启动浪涌电流。

  但是这个方法不节能,因此无论是在启动期间还是在工作阶段,电阻几乎恒定,因此在电源的整个运许过程中施加恒定的功率。

  在额定功率高于几瓦的电源中使用电阻限制启动电流效率不高,只要系统通电,电阻就会消耗功率,即仅在系统启动时才需要电阻。因此启动完成厚必须立马去掉电阻。

  实现此功能的方法有很多,例如在功率电阻上并联一个继电器、一个NTC热敏电阻或者一个MOS管,如下所示。

  低温启动时,NTC热敏电阻的阻值足够大,因此并联电阻和NTC热敏电阻的总阻值足以有效限制浪涌电流。

  接通电源时,Vs截止,电流通过R1,R1起限流作用,达到一定条件,VS导通,R1开路。效率损失大大降低。

  电路工作的基本原理是:由于DC-DC开关电源的输入端接有电容滤波电路,当电源接通时,瞬间需要对输入电容进行充电,因此需要很大的电容滤波电路。瞬间出现浪涌电流 插入总线输入接地线上的 MOSFET (T) 的漏源极不导通。

  MOSFET(T)的漏源逐渐导通,从而有效降低了电源接通时输入端电容滤波电路产生的浪涌电流值。

  由于实际的开关电源产品设计具有不同的浪涌电流抑制效果,通过调整滤波电容的具体参数,可以获得不同的浪涌电流抑制效果。

  环境温度高,在这种情况下,NTC热敏电阻在系统启动时电阻较低,大大降低了浪涌电流限制的效果。相反,PTC热敏电阻在较高温度下具有较大电阻,因此在这种情况下使用PTC比使用NTC热敏电阻具有更好的结果。

  环境温度很低,因此NTC热敏电阻的电阻会很高,从而不利地限制电源电流小于启动所需的最小电流。在这种情况下,PTC热敏电阻是优选的。

  在系统中,某些设备必须频繁地打开和关闭。在这种情况下,它会产生多个浪涌电流峰值实例。两个实例之间的时间非常短,如果使用 NTC 热敏电阻,则会给系统带来风险。NTC热敏电阻需要时间冷却,如果冷却不充分,阻值会很低。当请求重启并且NTC处于低阻状态时,将会遇到过大的浪涌电流。

  当发生短路故障时,系统电流会急剧增加,NTC热敏电阻会迅速升温。当NTC热敏电阻的阻值较低时,它会允许更多的电流,加速短路损坏。

  PTC热敏电阻的成本比NTC热敏电阻高。此外,基于 PTC 的限流电路需要旁路机制,以便在 PTC 变热时将其从电源回路中移除。

  尽管存在成本高的缺点,PTC 仍然在许多应用中受到青睐,例如直流电机和螺线管,因为 PTC 热敏电阻具有自我保护特性,当电流过大时,其电阻会增加。

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