技术围观 针对开关电源的冲击电流控制方法讲解

时间:2014-01-23来源:网络
阻值,如果这时的输入电压在电源可以工作的最小值附近,刚启动时由于热敏电阻阻值还较大,它的压降较大,电源就可能工作在打嗝状态。另外,当开关电源关掉后,热敏电阻需要一段冷却时间来将阻值升高到常温态以备下一次启动,冷却时间根据器件、安装方式、环境温度的不同而不同,一般为1分钟。如果开关电源关掉后马上开启,热敏电阻还没有变冷,这时对冲击电流失去限制作用,这就是在使用这种方法控制冲击电流的电源不允许在关掉后马上开启的原因。


3、有源冲击电流限制法

对于大功率开关电源,冲击电流限制器件在正常工作时应该短路,这样可以减小冲击电流限制器件的功耗。

在图6中,选择R1作为启动电阻,在启动后用可控硅将R1旁路,因在这种冲击电流限制电路中的电阻R1可以选得很大,通常不需要改变110V输入倍压和220V输入时的电阻值。在图6中所画为双向可控硅,也可以用晶闸管或继电器将其替代。


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图6. 有源冲击电流限制电路 (桥式整流时的冲击电流大)


图6所示电路在刚启动时,冲击电流被电阻R1限制,当输入电容充满电后,有源旁路电路开始工作将电阻R1旁路,这样在稳态工作时的损耗会变得很小。


在这种可控硅启动电路中,很容易通过开关电源主变压器上的一个线圈来给可控硅供电。由开关电源的缓启动来提供可控硅的延迟启动,这样在电源启动前就可以通过电阻R1将输入电容充满电。


DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

1、长短针法

图7所示电路为长短针法冲击电流限制电路,在DC/DC电源板插入时,长针接触,输入电容C1通过电阻R1充电,当电源板完全插入时,电阻R1被断针短路。C1代表DC/DC电源的所有电容量。


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图7. 长短针法冲击电流限制电路


这种方法的缺陷是插入的速度不能控制,如插入速度过快,电容C1还没充满电时,短针就已经接触,冲击电流的限制效果就不好。也可用热敏电阻法来限制冲击电流,但由于DC/DC电源的输入电压较低,输入电流较大,在热敏电阻上的功耗也较大,一般不用此方法。2、有源冲击电流限制法

2.1、利用MOS管限制冲击电流

利用MOS管控制冲击电流可以克服无源限制法的缺陷。MOS管有导通阻抗Rds_on低和驱动简单的特点,在周围加上少量元器件就可以做成冲击电流限制电路。


MOS管是电压控制器件,其极间电容等效电路如图8所示。

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图8. 带外接电容C2的N型MOS管极间电容等效电路

MOS管的极间电容栅漏电容Cgd、栅源电容Cgs、漏源电容Cds可以由以下公式确定:

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公式中MOS管的反馈电容Crss,输入电容Ciss和输出电容Coss的数值在MOS管的手册上可以查到。


电容充放电快慢决定MOS管开通和关断的快慢,为确保MOS管状态间转换是线性的和可预知的,外接电容C2并联在Cgd上,如果外接电容C2比MOS管内部栅漏电容Cgd大很多,就会减小MOS管内部非线性栅漏电容Cgd在状态间转换时的作用。

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关键词: 开关电源 冲击电流

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