在開關(guān)電源設(shè)計中產(chǎn)生浪涌電流的原因以及對策

在各種過去和現(xiàn)在常用的電源中，開關(guān)電源是很普及的，一般可以滿足任何設(shè)計要求。這種電源很經(jīng)濟，但在工業(yè)設(shè)計中也存在一些問題。這就是很多開關(guān)電源(特別是大功率開關(guān)電源)，都存在一個固有的缺點：在加電瞬間要汲取一個較大的電流。這個浪涌電流可能達到電源靜態(tài)工作電流的1O倍～100倍。由此，至少有可能產(chǎn)生兩個方面的問題。第一，如果直流電源不能供給足夠的啟動電流，開關(guān)電源可能進入一種鎖定狀態(tài)而無法啟動;第二，這種浪涌電流可能造成輸入電源電壓的降低，足以引起使用同一輸入電源的其它動力設(shè)備瞬間掉電。

傳統(tǒng)的輸入浪涌電流限制方法是串聯(lián)負溫度系數(shù)熱敏限流電阻器(NTC)，然而這種簡單的方法具有很多缺點：如NTC電阻器的限流效果受環(huán)境溫度影響較大、限流效果在短暫的輸入主電網(wǎng)中斷(約幾百毫秒數(shù)量級)時只能部分地達到、NTC電阻器的功率損耗降低了開關(guān)電源的轉(zhuǎn)換效率……。其實上面提出的這兩個問題可以通過一個“軟啟動電路”來解決，下面詳細介紹之。

開關(guān)電源浪涌電流產(chǎn)生的原因

開關(guān)電源的輸入電路大都采用電容濾波型整流電路，在進線電源合閘瞬間，由于電容器上的初始電壓為零，電容器充電瞬間會形成很大的浪涌電流，特別是大功率開關(guān)電源，采用容量較大的濾波電容器，使浪涌電流達100A以上。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流，重者往往會導(dǎo)致輸入熔斷器燒斷或合閘開關(guān)的觸點燒壞，整流橋過流損壞；輕者也會使空氣開關(guān)合不上閘。上述現(xiàn)象均會造成開關(guān)電源無法正常工作，為此幾乎所有的開關(guān)電源都設(shè)置了防止流涌電流的軟啟動電路，以保證二手機器人電源正常而可靠運行。

2 軟啟動電路電氣工作原理

如果采用“軟啟動電路”來消除開關(guān)電源啟動時的浪涌電流，可以很好地避免上述傳統(tǒng)浪涌電流限制方法的缺點。通過“軟啟動”來控制開關(guān)電源的啟動以消除浪涌電流，包含這樣兩條設(shè)計原則：即在加電瞬間除去負載、同時限制有用的電流。如果不驅(qū)動負載，開關(guān)電源啟動時一般電流很小。在很多情況下，啟動電流實際有可能要比利用這種方法保持的穩(wěn)態(tài)工作電流小。