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浪涌電流是什么意思?如何抑制浪涌電流?4種浪涌電流抑制電路

更新時間:2024-05-13      點擊次數:1459

今天給大家分享的是:如何抑制電源轉換器中浪涌電壓?

一、什么是浪涌電流?

浪涌電流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。

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。

為了加強DC/DC轉換器的抗噪聲能力,常用的方法是在輸入端加電容。但由于電容的特性,會在電源輸入端產生浪涌電流。如果不抑制浪涌電流,輸入電源可能因保護電路而無輸出,并可能損壞輸入電路或保險絲。

上面介紹兩種抑制浪涌電流的方法,一種是利用MOSFET的導通特性來抑制浪涌電流。另一種是使用無源元件,通過電阻給電容充電,然后通過二極管放電回系統。有源抑制電路的效果優于無源抑制電路,但元件數量多于無源抑制電路。無源抑制電路的元器件使用最少,但必須考慮電阻的損耗和功率選擇


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