一、什么是浪涌電流?
浪涌電流是電路打開吸收的最大電流,出現在輸入波形的幾個周期內。浪涌電流的值遠高于電路的穩態電流,高電流可能會損壞設備或觸發斷路器。浪涌電流通常出現在所有磁芯的設備中,如變壓器、工業電壓等。
二、為什么會出現浪涌電流?
產生浪涌電流的因素有很多,比如一些去耦電容或平滑電容組成的設備或系統,在啟動時會消耗大量電流對其進行充電。
下面的圖可以看到浪涌電流、峰值電流和穩態電流之間的差異:
峰值電流:波形在正區域或負區域獲得的電流最大值。穩態電流:定義為電路中每個時間間隔保持恒定的電流。當 di/dt = 0 時,達到穩態電流,這意味著電流相對于時間保持不變。
浪涌電流特性:
設備開啟時立即發生
出現時間跨度短
高于電路或裝置的額定值
發生浪涌電流的一些示例:
白熾燈
感應電機啟動
變壓器
打開基于 SMPS 的電源
三、電源轉換器中的浪涌電壓
為了降低輸入/輸出的紋波噪聲或EMI噪聲,現在通常是在輸入側并聯電容或者濾波器,如下所示。由于濾波器中有電容,當系統開始上電時,由于輸入電壓的快速上升,會產生很高的浪涌電流。這種情況可能會導致前端電源供電不足,或者觸發過流保護,導致無電壓輸出,因此,浪涌電流的抑制變得越來越重要。
四、抑制浪涌電壓的方法
1、被動抑制
如下所示,主要用于應用電路需要外接大量電容時。如果沒有外部限流電路,直流母線電壓開啟時會產生很大的浪涌電壓,可能導致前端電源壓降進入保護模式。此時,只需在電容輸入串聯電阻和二極管即可,可以減輕浪涌電流。當直流母線通過電阻給電容充電時,可以限制浪涌電流,但是,當直流母線需要供電時,電容可以通過二極管將電能反饋給直流母線
2、主動抑制
另一種是采用帶軟啟動電路的有源開關來限制浪涌電流。如下所示,MOS管通過軟啟動電路緩慢開啟,因此,可以限制啟動期間的浪涌電流,優點是不影響系統效率,不受緩解溫度影響。缺點是需要外接電路,整體成本較高。
五、使用MOS管浪涌電流限制電路
如上所述,已經列舉了2種浪涌電流方法。下面介紹使用MOS管導通電路來抑制輸入電流此外,由于MOS管的導通損耗低,使用方便。優點是零件少,缺點是有功率損耗。下面介紹有源和無源浪涌電流限制電路。
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