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【原創實用(yòng)】五種方法:限制(zhì)開(k£♦÷πāi)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§Ω↓​!

引言

通(tōng)常在開(kāi)關電(diàn)源起動時(shí)‌'↔,可(kě)能(néng)需要(yào)輸入端的(de)主電(diàn)↓♠γ♦網提供短(duǎn)時(shí)的(de)大(dà)電(diàn)流脈沖≈λε™,這(zhè)種電(diàn)流脈沖通(tōng)常被稱為(wγ•©♦èi)“輸入浪湧電(diàn)流(inrush "φ↑current)”。輸入浪湧電(diàn)流首•₹先給主電(diàn)網中的(de)斷路(γ→lù)器(qì)(main circuit b™"φ™reaker)和(hé)其它熔斷器(qì)的(↑​€↓de)選擇造成了(le)麻煩:斷路(lù)器(qì)一(yī)方面要(yàβ'×o)保證在過載時(shí)熔斷,起到(dào)保護作(zuò)用≥₹ε(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→πΩ動作(zuò)。其次,輸入浪湧電(diàn)流會(huì)産生(shē←₽ng)輸入電(diàn)壓波形塌陷,使供電(diàn)質✘>☆‌量變差,進而影(yǐng)響其它用(yòng)電(diàn)設備的(de)工β•(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(d₩ iàn)源中,輸入電(diàn)壓首先經過幹擾濾波,再通(t↕♠ōng)過橋式整流器(qì)變成直流,然後通(t&÷ōng)過一(yī)個(gè)很(hěn)大(dà)的(dβλ$↑e)電(diàn)解電(diàn)容器(qì)進行(xíng)波形平∑←©✔滑,之後才能(néng)進入真正的(de)直流/π₩©↑直流轉換器(qì)。輸入浪湧電(diàn)流就(jiù)是₽₹≥☆(shì)在對(duì)這(zhè)個(gè)電☆↔(diàn)解電(diàn)容器(qì)進行(x↕•íng)初始充電(diàn)時(shí)産生(shēng)的(de),它的 ‍>$(de)大(dà)小(xiǎo)取決于起動上(shàng)電(diàn)時(s ↓★hí)輸入電(diàn)壓的(de)幅值以及由橋式整流器(qì)≤♣和(hé)電(diàn)解電(diàn)容器(qì)所形成回路(‍φlù)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)©α<會(huì)出現(xiàn)峰值輸入浪湧電(diàn)流。

        &★♥₩↔nbsp;圖1 開(kāi)關電(diàn)源輸入端簡圖
限制(zhì)開(kāi)機(jī)浪湧電(diàn)↑♥÷δ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​$₩☆:串聯負溫度系數(shù)熱(rè)敏限流電(di≈∑àn)阻器(qì)(ntc)

圖2 串聯NTC限制(zhì)開(kāi)機​γ★ε(jī)浪湧電(diàn)流

 

串聯負溫度系數(shù)熱(rè)敏限流電(diàn)阻器 ∞∞♠(qì)ntc無疑是(shì)目前為(wèi)止最簡單的(de)抑制("♥αΩzhì)輸入浪湧電(diàn)流的(de)方法。因±&✘為(wèi)ntc電(diàn)阻器(qì)會(huì)随溫度升高(gā→→ o)而降低(dī)。在開(kāi)關電(diàn)源起動時(shí),n₽→∞tc電(diàn)阻器(qì)處于常溫,有(yǒu)很(hěn)"γ高(gāo)的(de)電(diàn)阻,可(kě↑&)以有(yǒu)效地(dì)限制(zhì)電(d§β£iàn)流;而在電(diàn)源起動之後,ntc電(diàn)阻 ®器(qì)會(huì)由于自(zì)身(shēn)散熱(rè)而迅速升≈÷≠​溫至約110ºc,電(diàn)阻值則減少(shǎo)到(dào₹∑)室溫時(shí)的(de)約十五分(fēn)之一(yī),✔σ減少(shǎo)了(le)開(kāi)關電(₹¶π♦diàn)源正常工(gōng)作(zuò)時(s∏↓↓hí)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←&β→(de)限流效果受環境溫度影(yǐng)響較大(dà):如(rú)©™果在低(dī)溫(零下(xià))起動時(shí),電(diàn)阻過大(↓σdà),充電(diàn)電(diàn)流過小(xiǎo),開(kāiε£)關電(diàn)源可(kě)能(néng)無法起動;如(rú)果在λ♦高(gāo)溫起動,電(diàn)阻器(qì)的(de)阻 ✔值過小(xiǎo),則可(kě)能(néng)達不φπ(bù)到(dào)限制(zhì)輸入浪湧電(di®♥£∏àn)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(sh<♣í)隻能(néng)部分(fēn)地(dì)達到(dào)。在這(zh↔✔≤è)個(gè)短(duǎn)暫的(de)中斷期間(jiān),電(diànγγ$>)解電(diàn)容器(qì)已被放(fàng)電(diàπΩ€n),而ntc電(diàn)阻器(qì)的(de)溫度仍很(h‍Ωěn)高(gāo),阻值很(hěn)小(x↕÷iǎo),在需要(yào)電(diàn)源馬≥ 上(shàng)重新起動時(shí),ntc無法有(yǒu)♦α÷效地(dì)實現(xiàn)限流作(zuò)用(y‍→​òng)。

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(d≈♦•✘iàn)源時(shí),直接使用(yòng)功率電(diàn)阻限 δ‍¥制(zhì)浪湧電(diàn)流。


圖3 直接串聯功率電(diàn)阻限制(zhì)€¥浪湧電(diàn)流(隻适合微(wēi)₩∏小(xiǎo)功率開(kāi)關電(diàn)源

優點:

電(diàn)路(lù)簡單、成本低(dī)、對(du&β<ì)浪湧電(diàn)流的(de)的(de)γ®限制(zhì)方面幾乎不(bù)受高(gāo)低(dī)溫的(de)影(yǐ↔≠αng)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(εσ tōng)功率電(diàn)阻并聯的(de)方式來(©¥&αlái)限制(zhì)浪湧電(diàn)流


圖4 NTC熱(rè)敏電(diàn)阻與功率電(diàn)阻并↑γ✔聯的(de)方式來(lái)抑制(zhì)開(kāi)機(jī)浪湧電(dià"δ≥ n)流

常溫起機(jī)時(shí),功率電(diàn)阻與熱(rè)敏φ↑γ電(diàn)阻并聯後的(de)阻值來(lái)限制(zhì)浪湧電( ‍ε★diàn)流,在低(dī)溫起機(jī)時(shí)NTC熱(rè)敏 ≥α電(diàn)阻的(de)阻值急劇(jù)升高₩© ×(gāo)但(dàn)功率電(diàn)阻"∞≠γ阻值基本是(shì)不(bù)變的(de)能(néng)保證δ≤€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(hé)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)輸入浪湧電(diàn)流


圖5 串聯固定電(diàn)阻器(qì)配合晶閘管來(lái)限制(zh&₩×∏ì)開(kāi)機(jī)浪湧電(diàn)流

上(shàng)電(diàn)時(shí),Vs截止,電(diàn)流經過φ∑R1,R1起到(dào)限流作(zuò)用(yòng),達到(dào)一γ∞ $(yī)定條件(jiàn),VS導通(tōng)π‌¥,将R1斷路(lù)。是(shì)效率損失大(dà)大(d£•→"à)降低(dī)。

優點:

功耗低(dī)

對(duì)浪湧電(diàn)流的(de)的(¥σde)限制(zhì)方面幾乎不(bù)受高(gāo)低(dī)溫的(de)影( ₩≈αyǐng)響

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(β← shí)網絡電(diàn)路(lù)進行(xíng)浪湧電(dβ≈↔iàn)流抑制(zhì)浪湧電(diàn)流

圖5 利用(yòng)開(kāi)關管延時(sh‍♣í)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(d∑₽'πe)基本原理(lǐ)是(shì):由于DC-DC開(kāi)關電(diàn)源β₽的(de)輸入端接有(yǒu)容性濾波電(diàn)路("π✘lù),當開(kāi)機(jī)加電(diàn)瞬間(ji<₹ān)由于需要(yào)為(wèi)濾波電(diàn)容↕≠≥βC1、C2充電(diàn),所以瞬間(jiān)≥λ産生(shēng)較大(dà)的(de)浪湧電(diàn)流,此時(shí)在♥Ω母線輸入的(de)地(dì)線上(shàng)介入的(de)MOSFEσ<π≈T(VT1)的(de)漏原極之間(jiān)并未導通(tōng₽♠☆<),随著(zhe)R2、R3、DZ1及CA1組成的(de÷'×∏)延時(shí)電(diàn)路(lù)給MOSFET(VT1)♦πδ₽的(de)栅極加電(diàn),是(sh✔↔±‌ì)MOSFET(VT1)的(de)漏源極逐漸導通(tōng),從(c×πóng)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(dià¥γ∑≤n)路(lù)充電(diàn)而産生(shēng)↓÷的(de)浪湧電(diàn)流值。當電(diàn)路β‍Ω(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$® φì)中對(duì)于浪湧電(diàn)流抑制(zhì)不(bù↔←♦)盡相(xiàng)同,可(kě)通(t©✘$ōng)過調節CA1的(de)具體(tǐ)參數(shù)而Ω≥獲得(de)不(bù)同的(de)浪湧電(diàn)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(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(yǒu ≥×)絕對(duì)的(de)哪種方案更好(hǎo),根據要(yào)求✘¥§σ來(lái)選擇對(duì)于各種電(diàn)源産品的(↔€☆de)要(yào)求都(dōu)不(bù)一(yī)​ ♦樣選擇适合的(de)就(jiù)好(hǎo)。

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