今天給大家分享的是：如何抑制電源轉(zhuǎn)換器中浪涌電壓？

一、什么是浪涌電流？

浪涌電流是電路打開(kāi)吸收的最大電流，出現(xiàn)在輸入波形的幾個(gè)周期內(nèi)。

浪涌電流的值遠(yuǎn)高于電路的穩(wěn)態(tài)電流，高電流可能會(huì)損壞設(shè)備或觸發(fā)斷路器。浪涌電流通常出現(xiàn)在所有磁芯的設(shè)備中，如變壓器、工業(yè)電壓等。

二、為什么會(huì)出現(xiàn)浪涌電流？

產(chǎn)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(shè)備或系統(tǒng)，在啟動(dòng)時(shí)會(huì)消耗大量電流對(duì)其進(jìn)行充電。

峰值電流：波形在正區(qū)域或負(fù)區(qū)域獲得的電流最大值。

穩(wěn)態(tài)電流：定義為電路中每個(gè)時(shí)間間隔保持恒定的電流。當(dāng) di/dt = 0 時(shí)，達(dá)到穩(wěn)態(tài)電流，這意味著電流相對(duì)于時(shí)間保持不變。

浪涌電流特性：

• 設(shè)備開(kāi)啟時(shí)立即發(fā)生

• 出現(xiàn)時(shí)間跨度短

• 高于電路或裝置的額定值

發(fā)生浪涌電流的一些示例：

• 白熾燈

• 感應(yīng)電機(jī)啟動(dòng)

• 變壓器

• 打開(kāi)基于 SMPS 的電源

三、電源轉(zhuǎn)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(xiàn)在通常是在輸入側(cè)并聯(lián)電容或者濾波器，如下所示。

由于濾波器中有電容，當(dāng)系統(tǒng)開(kāi)始上電時(shí)，由于輸入電壓的快速上升，會(huì)產(chǎn)生很高的浪涌電流。

這種情況可能會(huì)導(dǎo)致前端電源供電不足，或者觸發(fā)過(guò)流保護(hù)，導(dǎo)致無(wú)電壓輸出，因此，浪涌電流的抑制變得越來(lái)越重要。

四、抑制浪涌電壓的方法

1、被動(dòng)抑制

如下所示，主要用于應(yīng)用電路需要外接大量電容時(shí)。如果沒(méi)有外部限流電路，直流母線(xiàn)電壓開(kāi)啟時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的浪涌電壓，可能導(dǎo)致前端電源壓降進(jìn)入保護(hù)模式。

此時(shí)，只需在電容輸入串聯(lián)電阻和二極管即可，可以減輕浪涌電流。當(dāng)直流母線(xiàn)通過(guò)電阻給電容充電時(shí)，可以限制浪涌電流，但是，當(dāng)直流母線(xiàn)需要供電時(shí)，電容可以通過(guò)二極管將電能反饋給直流母線(xiàn)。

2、主動(dòng)抑制

另一種是采用帶軟啟動(dòng)電路的有源開(kāi)關(guān)來(lái)限制浪涌電流。如下所示，MOS管通過(guò)軟啟動(dòng)電路緩慢開(kāi)啟，因此，可以限制啟動(dòng)期間的浪涌電流，優(yōu)點(diǎn)是不影響系統(tǒng)效率，不受緩解溫度影響。缺點(diǎn)是需要外接電路，整體成本較高。

為了加強(qiáng)DC/DC轉(zhuǎn)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(huì)在電源輸入端產(chǎn)生浪涌電流。如果不抑制浪涌電流，輸入電源可能因保護(hù)電路而無(wú)輸出，并可能損壞輸入電路或保險(xiǎn)絲。

上面介紹兩種抑制浪涌電流的方法，一種是利用MOSFET的導(dǎo)通特性來(lái)抑制浪涌電流。另一種是使用無(wú)源元件，通過(guò)電阻給電容充電，然后通過(guò)二極管放電回系統(tǒng)。有源抑制電路的效果優(yōu)于無(wú)源抑制電路，但元件數(shù)量多于無(wú)源抑制電路。無(wú)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