Как предотвратить скачок входного тока в импульсных источниках питания
Обычно при запуске импульсного источника питания может потребоваться, чтобы основная энергосеть на входном конце обеспечивала кратковременные импульсы сильного тока, которые обычно называют «входными импульсными токами». Входной импульсный ток в первую очередь создает проблемы при выборе главных автоматических выключателей и других предохранителей в основной электросети: с одной стороны, автоматические выключатели должны обеспечивать плавность срабатывания во время перегрузки, чтобы играть защитную роль; С другой стороны, необходимо не перегорать при возникновении импульсного входного тока, чтобы избежать неправильной работы. Во-вторых, импульсный входной ток может привести к нарушению формы входного напряжения, что приведет к ухудшению качества электропитания и ухудшению работы другого электрооборудования.
Причина возникновения импульсного входного тока
В импульсном источнике питания входное напряжение сначала фильтруется с помощью помех, затем преобразуется в постоянный ток через мостовой выпрямитель, а затем сглаживается с помощью большого электролитического конденсатора перед поступлением в настоящий преобразователь постоянного тока в постоянный. Входной импульсный ток генерируется при первоначальной зарядке электролитического конденсатора, а его величина зависит от амплитуды входного напряжения при запуске и общего сопротивления цепи, образованной мостовым выпрямителем и электролитическим конденсатором. Если это произойдет в пиковой точке входного переменного напряжения, произойдет пиковый входной импульсный ток.
Последовательный термистор с отрицательным температурным коэффициентом ntc, несомненно, является на сегодняшний день самым простым методом подавления входного импульсного тока. Потому что резисторы NTC будут уменьшаться с увеличением температуры. При запуске импульсного источника питания резистор NTC имеет комнатную температуру и имеет высокое сопротивление, что позволяет эффективно ограничивать ток; После включения питания резистор NTC быстро нагреется примерно до 110 ºC из-за собственного рассеивания тепла, а значение сопротивления уменьшится примерно до одной пятнадцатой от значения при комнатной температуре, уменьшая потери мощности при нормальной работе импульсный источник питания.
Преимущества:
Простая и практичная схема с низкой стоимостью.
Недостатки:
1. На токоограничивающий эффект резисторов NTC сильно влияет температура окружающей среды: если сопротивление слишком велико, а зарядный ток слишком мал во время запуска при низкой температуре (ниже нуля), импульсный источник питания может не запуститься; Если значение сопротивления резистора слишком мало во время запуска при высокой температуре, он может не достичь эффекта ограничения входного импульсного тока.
2. Токоограничивающий эффект может быть достигнут лишь частично при кратковременном отключении основной электросети (около нескольких сотен миллисекунд). Во время этого кратковременного перерыва электролитический конденсатор разряжается, в то время как температура резистора NTC все еще высока, а значение сопротивления мало. Когда необходимо немедленно перезапустить источник питания, NTC не может эффективно достичь эффекта ограничения тока.
3. Потери мощности резисторов NTC снижают эффективность преобразования импульсных источников питания.
Вариант 2
При изготовлении маломощных импульсных источников питания непосредственно используйте силовые резисторы для ограничения импульсных токов.
Простая схема, низкая стоимость и почти не подвержен влиянию высоких и низких температур с точки зрения ограничения импульсных токов.
Недостатки:
Подходит только для импульсных источников питания малой мощности.
● Значительное влияние на эффективность
Вариант 3
Термистор NTC подключается параллельно обычному силовому резистору для ограничения импульсного тока.
При запуске при комнатной температуре значение сопротивления силового резистора и термистора, включенных параллельно, используется для ограничения импульсного тока. При запуске при низкой температуре значение сопротивления термистора NTC резко увеличивается, но значение сопротивления силового резистора остается практически неизменным, что может обеспечить запуск при низкой температуре. Однако во время высокотемпературных экспериментов контур перенапряжения также имеет большие размеры.
Преимущества:
Простой и практичный, с хорошими результатами при запуске при комнатной и низкой температуре.
Недостатки:
● Значительное влияние на эффективность
Высокотемпературный импульсный ток
Вариант 4
Последовательный постоянный резистор используется вместе с тиристором для ограничения входного импульсного тока. При включении питания Vs отключается, и ток проходит через R1, который действует как устройство ограничения тока. При выполнении определенных условий VS проводит и размыкает цепь R1. Потери эффективности значительно уменьшаются.
Преимущества:
Низкое энергопотребление
На ограничение импульсного тока практически не влияют высокие и низкие температуры.
Недостатки:
Большой объем и высокая стоимость.
