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開關(guān)電源模塊浪涌電流的產(chǎn)生及抑制分析

2018-07-14

    浪涌電流指的是在開關(guān)電源剛接通時,流入電源的峰值電流,因為輸入濾波電容迅速充電,所以該峰值電流遠(yuǎn)大于穩(wěn)態(tài)輸入電流。當(dāng)電氣設(shè)備接通或關(guān)斷時,由于電網(wǎng)中存在電感,從而產(chǎn)生浪涌電壓,引發(fā)浪涌電流。小容量設(shè)備產(chǎn)生的浪涌電壓較小,可忽略不計。但是大容量設(shè)備產(chǎn)生的大電流,有可能會影響到連接在同一AC線上的設(shè)備正常運行,甚至?xí)龜啾kU絲和整流二極管等元件,常常需要采用抑制措施。

 

    浪涌電流帶來的危害主要有前端接入的整流橋被擊穿損壞、電網(wǎng)波形瞬間下跌、輸入熔斷器熔斷、機械開關(guān)或斷路器粘連失效、插入插座時產(chǎn)生打火等現(xiàn)象發(fā)生,會給用戶帶來許多麻煩。特別是在對可靠性和安全性較高的場合,在開關(guān)電源模塊中不僅需對抗干擾進(jìn)行抑制,對浪涌電流也需要?,F(xiàn)在對浪涌電流進(jìn)行抑制的方法有很多種,下面簡單介紹幾種。

 

    一般考慮到開關(guān)電源的體積和成本等因素,多數(shù)AC/DC轉(zhuǎn)換器都是輸入整流濾波采用電容輸入濾波的方式。電容器上電壓不能躍變,在上電時濾波電容電壓幾乎為零,當(dāng)上電時的電壓瞬時值為電壓峰值時,則產(chǎn)生遠(yuǎn)高于正常工作電流的輸入浪涌電流。抑制上電浪涌電流最有效的方法是在整流和濾波電容之間或在整流器輸入加一個負(fù)溫度系數(shù)的NTC熱敏電阻。

 

    使用NTC這種方法簡單,但是缺點是在環(huán)境溫度過高或上電時間較短時,NTC有可能起不到限制上電浪涌電流的作用。而在彩色電視和顯示器應(yīng)用上,限制浪涌電流一般采用串一限流電阻的方式。

 

    還有一種是短接電阻的方法,這種方法具有簡單、寬環(huán)境溫度范圍工作、高可靠性的優(yōu)點,缺點是限流電阻上有損耗,會降低效率。采用電磁和固態(tài)繼電器式的方法,其中電磁繼電器方式是指電源上電經(jīng)一定延時后電磁繼電器的觸點將限流電阻短路,不過缺點是體積大、噪音大、觸點壽命短、耐沖擊振動性差。而固態(tài)繼電器方式是指用可控硅代替機械觸點,缺點是外圍電路較繁瑣,并且雙向可控漏電流大,因而不能有效控制浪涌電流。

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