開(kāi)關(guān)電源產(chǎn)生浪涌電流的原因

在各種過(guò)去和現在常用的電源中，開(kāi)關(guān)電源是很普及的，一般可以滿(mǎn)足任何設計要求。這種電源很經(jīng)濟，但在工業(yè)設計中也存在一些問(wèn)題。這就是很多開(kāi)關(guān)電源(特別是大功率開(kāi)關(guān)電源)，都存在一個(gè)固有的缺點(diǎn)：在加電瞬間要汲取一個(gè)較大的電流。這個(gè)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(gè)方面的問(wèn)題。第一，如果直流電源不能供給足夠的啟動(dòng)電流，開(kāi)關(guān)電源可能進(jìn)入一種鎖定狀態(tài)而無(wú)法啟動(dòng);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(dòng)力設備瞬間掉電。

傳統的輸入浪涌電流限制方法是串聯(lián)負溫度系數熱敏限流電阻器(NTC)，然而這種簡(jiǎn)單的方法具有很多缺點(diǎn)：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(約幾百毫秒數量級)時(shí)只能部分地達到、NTC電阻器的功率損耗降低了開(kāi)關(guān)電源的轉換效率……。其實(shí)上面提出的這兩個(gè)問(wèn)題可以通過(guò)一個(gè)“軟啟動(dòng)電路”來(lái)解決，下面詳細介紹之。

1 開(kāi)關(guān)電源浪涌電流產(chǎn)生的原因

開(kāi)關(guān)電源的輸入電路大都采用電容濾波型整流電路，在進(jìn)線(xiàn)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(huì )形成很大的浪涌電流，特別是大功率開(kāi)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(huì )導致輸入熔斷器燒斷或合閘開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)燒壞，整流橋過(guò)流損壞;輕者也會(huì )使空氣開(kāi)關(guān)合不上閘。上述現象均會(huì )造成開(kāi)關(guān)電源無(wú)法正常工作，為此幾乎所有的開(kāi)關(guān)電源都設置了防止流涌電流的軟啟動(dòng)電路，以保證二手機器人電源正常而可靠運行。

2 軟啟動(dòng)電路電氣工作原理

如果采用“軟啟動(dòng)電路”來(lái)消除開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)的浪涌電流，可以很好地避免上述傳統浪涌電流限制方法的缺點(diǎn)。通過(guò)“軟啟動(dòng)”來(lái)控制開(kāi)關(guān)電源的啟動(dòng)以消除浪涌電流，包含這樣兩條設計原則：即在加電瞬間除去負載、同時(shí)限制有用的電流。如果不驅動(dòng)負載，開(kāi)關(guān)電源啟動(dòng)時(shí)一般電流很小。在很多情況下，啟動(dòng)電流實(shí)際有可能要比利用這種方法保持的穩態(tài)工作電流小。