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【原創實用(yòng)】五種方法:限制(zh≈π÷'ì)開(kāi)機(jī)浪湧電(diàn)★₹©流!

發布時(shí)間(jiān):2016年(nián)10月(yuè)14日(rì)浏覽次數(shù):

【原創實用(yòng)】五種方法:限制(zh✘ ì)開(kāi)機(jī)浪湧電(diàn)流!

引言

通(tōng)常在開(kāi)關電(diàn)源起動±ε©時(shí),可(kě)能(néng)需要(yào)輸入ε✘>γ端的(de)主電(diàn)網提供短(d✔λ♣uǎn)時(shí)的(de)大(dà)電(diαγ>àn)流脈沖,這(zhè)種電(diàn)流脈沖通(¶↓©tōng)常被稱為(wèi)“輸入浪湧電(di$₹≥àn)流(inrush current)”。™σ>輸入浪湧電(diàn)流首先給主電(dià₹↓n)網中的(de)斷路(lù)器(qì)(main &¥£↔circuit breaker)和(hé)其它熔斷器(qì)的(¶§σde)選擇造成了(le)麻煩:斷路(lù)器(qì)一(yī↓§♥)方面要(yào)保證在過載時(shí)熔™♦斷,起到(dào)保護作(zuò)用(yòng);另一(yī)方面又(yòu×≤)必須在輸入浪湧電(diàn)流出現(xiàn)時(shí)≥$不(bù)能(néng)熔斷,避免誤動作(✘ &>zuò)。其次,輸入浪湧電(diàn)流會(huì)産€ 生(shēng)輸入電(diàn)壓波形塌陷,使供電(diàn)質量變×σ±¶差,進而影(yǐng)響其它用(yòng)電(diàn)設備的✘φ(de)工(gōng)作(zuò)。

出現(xiàn)輸入浪湧電(diàn)流的(de)原因

 

如(rú)圖1所示的(de)開(kāi)關電(diàn)源中,輸入電(₹β®±diàn)壓首先經過幹擾濾波,再通(tōng)過橋式整流器('§€←qì)變成直流,然後通(tōng)過一(yī)個(gè)→≈很(hěn)大(dà)的(de)電(diàn)解電(dià♦↑n)容器(qì)進行(xíng)波形平滑,之後才能(néng)進入真正的§≥®(de)直流/直流轉換器(qì)。輸入浪湧電(diàn)流就(jiù)是♣≠(shì)在對(duì)這(zhè)個(gè)電(di€ ε©àn)解電(diàn)容器(qì)進行(xíng)€‌β初始充電(diàn)時(shí)産生(shēng)的(de),它的(deαφ™)大(dà)小(xiǎo)取決于起動上(shàn★♠g)電(diàn)時(shí)輸入電(diàn)壓的(de)←♥ 幅值以及由橋式整流器(qì)和(hé)電(diεφàn)解電(diàn)容器(qì)所形成回路(lù)的(de)總¶∞電(diàn)阻。如(rú)果恰好(hǎo)在交流輸入×♦₩↓電(diàn)壓的(de)峰值點起動時(shí✔¶),就(jiù)會(huì)出現(xiàn)峰值輸入浪湧電(diàn)流。

      &nbs₽π‌₽p;  圖1 開(kāi)關電(diàn)源輸入端簡圖
限制(zhì)開(kāi)機(jī)浪湧電(diàn)流的(de)五種&♠♦對(duì)策大(dà)比拼

方案一(yī)

最常用(yòng)的(de)輸入浪湧電(diàn)流限制(zhì)方法:串聯負π≤ε溫度系數(shù)熱(rè)敏限流電(diàn)阻器(qì)(ntc∑​>&)

圖2 串聯NTC限制(zhì)開(kāi)機£δ←↓(jī)浪湧電(diàn)流

 

串聯負溫度系數(shù)熱(rè)敏限流電(diàn)阻器(qì)nγ≠÷tc無疑是(shì)目前為(wèi)止最簡單的(de)抑≤λ≥₽制(zhì)輸入浪湧電(diàn)流的(de)方法。因為(wèi)↓₽>ntc電(diàn)阻器(qì)會(huì)随溫度升®×♥α高(gāo)而降低(dī)。在開(kāi)關電(diàn)源起λ★‍動時(shí),ntc電(diàn)阻器(→₽‍qì)處于常溫,有(yǒu)很(hěn)高(gāo)的(de)電(di↑←✔àn)阻,可(kě)以有(yǒu)效地(dì)限制(¥&zhì)電(diàn)流;而在電(diàn)源起動之後,nγ→€>tc電(diàn)阻器(qì)會(huì)由于自(zì)身€₩λ(shēn)散熱(rè)而迅速升溫至約110ºc,↔&φ£電(diàn)阻值則減少(shǎo)到(dào)室溫時(shí)的(§↑'de)約十五分(fēn)之一(yī),減少(s™☆hǎo)了(le)開(kāi)關電(diàn)源正常工(gōng)作(zuπ¶ò)時(shí)的(de)功率損耗。

優點:

電(diàn)路(lù)簡單實用(yòng)、成本低(dī)

缺點:

1. ntc電(diàn)阻器(qì)的(de)限流效果受σδ×✔環境溫度影(yǐng)響較大(dà):如(rú)果在低(dī)溫(零下(® →xià))起動時(shí),電(diàn)阻過大(dà),充電(diλ→ε≤àn)電(diàn)流過小(xiǎo),開(kāi)關電(dià £₩n)源可(kě)能(néng)無法起動;如(rú)果在高(gāo≠₽§)溫起動,電(diàn)阻器(qì)的(de)阻值過小(x¶₹>iǎo),則可(kě)能(néng)達不(bù)到(dào)限制(zh•©&ì)輸入浪湧電(diàn)流的(de)效果。

2. 限流效果在短(duǎn)暫的(de)輸入主電€♦♥♠(diàn)網中斷(約幾百毫秒(miǎo)數(shù)量級)♠®₹時(shí)隻能(néng)部分(fēn₽​∑)地(dì)達到(dào)。在這(zhè)$ 個(gè)短(duǎn)暫的(de)中斷期間(jiγ€ān),電(diàn)解電(diàn)容器φ∏♣↑(qì)已被放(fàng)電(diàn),而ntc電(diàn)δ★£阻器(qì)的(de)溫度仍很(hěn)高(gāo),阻值很(hěn)小₹₽↔©(xiǎo),在需要(yào)電(diàn<©∑)源馬上(shàng)重新起動時(shí),ntc無法有(ε ‍'yǒu)效地(dì)實現(xiàn)限流作(zuò)用(yòng)。

3. ntc電(diàn)阻器(qì)的(de)功率損耗降低(dī)了( ♣le)開(kāi)關電(diàn)源的(>©♠±de)轉換效率。

方案二

在做(zuò)微(wēi)小(xiǎo)功率的(de)開(kāi)關電(δ"diàn)源時(shí),直接使用(yòng)功率電(di↕↕↓®àn)阻限制(zhì)浪湧電(diàn)流。


圖3 直接串聯功率電(diàn)阻限制(zhì)浪湧電(dià ≠×✘n)流(隻适合微(wēi)小(xiǎo)功率開(kāi)關電(diàn)¥≤ε♠源

優點:

電(diàn)路(lù)簡單、成本低(dī)、對(duì)浪湧電(diàn₹∑¶)流的(de)的(de)限制(zhì)方面幾乎不(bù)受高(gā≥ o)低(dī)溫的(de)影(yǐng)響

缺點:

隻适合微(wēi)小(xiǎo)功率開(kāi)關電(diàn)源

對(duì)效率影(yǐng)響很(hěn)大(dà)

方案三

NTC熱(rè)敏電(diàn)阻與普通(tōng)功率↕¶電(diàn)阻并聯的(de)方式來(lái)限制(zhì)浪湧ε×電(diàn)流


圖4 NTC熱(rè)敏電(diàn)阻與功率電↕♣(diàn)阻并聯的(de)方式來(lái)抑制(zhì)開(kāi)機(j)浪湧電(diàn)流

常溫起機(jī)時(shí),功率電(diàn)阻與熱(rè) ‌'♠敏電(diàn)阻并聯後的(de)阻值來(lái)限制(zh•♦ ì)浪湧電(diàn)流,在低(dī)溫起機(jī)時(shí)N≠ δ™TC熱(rè)敏電(diàn)阻的(de)阻值急劇(jù)升高(±≤gāo)但(dàn)功率電(diàn)阻阻值基本是(shì)不(♦λbù)變的(de)能(néng)保證低(dī)溫啓動,♥ 不(bù)過在高(gāo)溫實驗時(shí)浪湧電(diàn)♠∏路(lù)也(yě)很(hěn)大(dà↑¥©>)。

優點:

簡單實用(yòng)、對(duì)于常溫和(héε )低(dī)溫起機(jī)時(shí)效果不(bù)錯(cuò)

缺點:

效率影(yǐng)響較大(dà)

高(gāo)溫浪湧電(diàn)流大(dà)

方案四

串聯固定電(diàn)阻器(qì)配合晶閘管,來(lái)限制(zhì)輸©γ₩入浪湧電(diàn)流


圖5 串聯固定電(diàn)阻器(qì)配合晶閘管來(β★≥lái)限制(zhì)開(kāi)機(jī)浪湧σ​®電(diàn)流

上(shàng)電(diàn)時(shí),Vs截止,電(diàn)₩<←流經過R1,R1起到(dào)限流作(zuò)用(yòng)‌≥$γ,達到(dào)一(yī)定條件(jiàn),VS導通(tōng),将R1₹≥斷路(lù)。是(shì)效率損失大(dà)大(dà)降低(dī)。

優點:

功耗低(dī)

對(duì)浪湧電(diàn)流的(de)的(de)限制(zhì)方面幾乎→δΩ®不(bù)受高(gāo)低(dī)溫的(de)影(yǐng)響φ©

缺點:

體(tǐ)積大(dà)、成本高(gāo)

方案五

利用(yòng)MOSFET開(kāi)關管及延時(shí)網絡電(diàn)​★σπ路(lù)進行(xíng)浪湧電(diàn)流抑制(zhì)浪湧電(di∏♣©×àn)流

圖5 利用(yòng)開(kāi)關管延時(shí)電(diàn)路(≥♦ lù)進行(xíng)浪湧電(diàn)流抑制(zhì)浪湧電(diàn)流₽‍

電(diàn)路(lù)工(gōng)作(zuò)的(δ‌×​de)基本原理(lǐ)是(shì):由于DC-DC開(kāi)關電‌"¥δ(diàn)源的(de)輸入端接有(yǒu)≠β•Ω容性濾波電(diàn)路(lù),當開(kāi)機(jī)加電(diàn)✔≤瞬間(jiān)由于需要(yào)為(wèi)濾波←♣β電(diàn)容C1、C2充電(diàn),所以瞬間ε≥(jiān)産生(shēng)較大(dà)的(de)浪湧電(diàn)流,≈★★此時(shí)在母線輸入的(de)地(dì₹∑★)線上(shàng)介入的(de)MOSFET(V₩™δ≈T1)的(de)漏原極之間(jiān)并未導通(tōng),随著(zh‍>e)R2、R3、DZ1及CA1組成的(de§₩)延時(shí)電(diàn)路(lù)給MOSFET(VT1)的(de₹α≈∞)栅極加電(diàn),是(shì)MOSFET(VT≤≤≠1)的(de)漏源極逐漸導通(tōng),從(☆∑↔cóng)而有(yǒu)效減小(xiǎo)了(le)開(kāi)機€£→(jī)瞬間(jiān)由輸入端的(de)容性濾波電(diàn)路(​φ×♠lù)充電(diàn)而産生(shēng)的(dγ≠↕±e)浪湧電(diàn)流值。當電(diàn ↔)路(lù)進入穩定工(gōng)作(zuò)狀态下(xià),其漏源極&≥↕‍始終處于導通(tōng)狀态。

由于實際的(de)開(kāi)關電(diàn)源産品産品設計(j✘φ≠ì)中對(duì)于浪湧電(diàn)流抑制(zhì)不(bù)∏Ωλ盡相(xiàng)同,可(kě)通(tōng)過調節CA1的(de)具λ™體(tǐ)參數(shù)而獲得(de)不(bù)同的(de)浪湧電(di→™àn)流抑制(zhì)的(de)結果。

優點:

功耗低(dī)

常溫、低(dī)溫、高(gāo)溫對(duì)浪湧電(diàn)流的(≥Ω¥♦de)限制(zhì)效果都(dōu)特别好(hǎo)

缺點:

體(tǐ)積大(dà)

成本高(gāo)

小(xiǎo)結

對(duì)于各種浪湧電(diàn)流限制(zhì)方案→‍各自(zì)有(yǒu)各自(zì)的(de)優勢沒有(yǒuδ )絕對(duì)的(de)哪種方案更好(hǎo),根據σ↑‌♣要(yào)求來(lái)選擇對(duì)于各種電(di♥φ₩àn)源産品的(de)要(yào)求都(dōu)不(bù≈σφπ)一(yī)樣選擇适合的(de)就(jiù)好(hǎ§→≥♦o)。

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