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专家答疑:浪涌电流竟会存在于开关电源中?

发布时间:2015-11-11 责任编辑:echolady

【导读】电源电路的设计与开关电源息息相关。大部分的设计都有开关电源的参与。但是开关电源在某些设计中并不顺利。比如说在工业设计中,开关电源就面临着浪涌电流带来的挑战。

电路在加电瞬间要汲取一个较大的电流。这个浪涌电流可能达到电源静态工作电流的1O倍~100倍。由此,至少有可能产生两个方面的问题。第一,如果直流电源不能供给足够的启动电流,开关电源可能进入一种锁定状态而无法启动。第二,这种浪涌电流可能造成输入电源电压的降低,足以引起使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电。

传统的输入浪涌电流限制方法是串联负温度系数热敏限流电阻器(NTC),然而这种简单的方法具有很多缺点:如NTC电阻器的限流效果受环境温度影响较大、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、NTC电阻器的功率损耗降低了开关电源的转换效率。其实上面提出的这两个问题可以通过一个“软启动电路”来解决,下面就来详细介绍一下。

软启动电路电气工作原理

如果采用“软启动电路”来消除开关电源启动时的浪涌电流,可以很好地避免上述 传统浪涌电流限制方法的缺点。通过“软启动”来控制开关电源的启动以消除浪涌电流,包含这样两条设计原则:即在加电瞬间除去负载、同时限制有用的电流。如 果不驱动负载,开关电源启动时一般电流很小。在很多情况下,启动电流实际有可能要比利用这种方法保持的稳态工作电流小。


开关电源浪涌电流产生的原因


开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路,在进线电源合闸瞬间,由于电容器上的初始电压为零,电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流,特别是大功率开关电源,采用容量较大的滤波电容器,使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流,重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏,整流桥过流损坏。轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作,为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路,以保证二手机器人电源正常而可靠运行。

本文介绍了开关电源中的浪涌电流,并对分析了浪涌电流的产生原因。在最后对软启动电路的电气工作原理同样进行了介绍。想要解决浪涌电流问题的朋友不妨花上几分钟来阅读本文,相信会有意想不到的收获。

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