[文章]

软开关的运用：在源头对浪涌电流进行控制

2016-1-20 10:51:20

2334 开关电源

　　开关电源发展到今时今日，其应用面积之光已经远远超出了人们的预期。人们之所以如此看重开关电源，主要是因为其一方面拥有者极高的适用性，另一方面则是因为其控制方便操作。但不可否认的是，开关电源也存在着其自身无法回避的缺点，那就是在浪涌电流方面的缺陷。

　　既然缺陷存在，那么设计者们就会采用各种方法来进行客服，因此开关电源当中软启动对浪涌电流的抑制技巧便自然而然的诞生了，本文就将针对开关电源中软启动对浪涌电流的抑制来进行多方面的分析，帮助大家理解软启动如何实现对浪涌电流的抑制。

　　要对浪涌电流进行抑制，首先就要知道浪涌电流是什么。在加点的瞬间形成的巨大电流就是所谓的浪涌电流。这个浪涌电流可能达到电源静态工作电流的1O倍～100倍。由此，至少有可能产生两个方面的问题。第一，如果直流电源不能供给足够的启动电流，开关电源可能进入一种锁定状态而无法启动；第二，这种浪涌电流可能造成输入电源电压的降低，足以引起使用同一输入电源的其它动力设备瞬间掉电。

　　比较常见的传统限制方法是串联负温度系数热敏限流电阻器，这种方法虽然较为简便但是存在各种各样的问题。如NTC电阻器的限流效果受环境温度影响较大、限流效果在短暂的输入主电网中断（约几百毫秒数量级）时只能部分地达到、NTC电阻器的功率损耗降低了开关电源的转换效率……。其实上面提出的这两个问题可以通过一个“软启动电路”来解决，下面详细介绍之。

　　开关电源浪涌电流产生的原因
　　开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证二手机器人电源正常而可靠运行。

　　软启动电路电气工作原理
　　如果采用“软启动电路”来消除开关电源启动时的浪涌电流，可以很好地避免上述传统浪涌电流限制方法的缺点。通过“软启动”来控制开关电源的启动以消除浪涌电流，包含这样两条设计原则：即在加电瞬间除去负载、同时限制有用的电流。如果不驱动负载，开关电源启动时一般电流很小。在很多情况下，启动电流实际有可能要比利用这种方法保持的稳态工作电流小。

　　本文通过浪涌电流的行程与软启动电路的工作原理这两个方面，对开关中浪涌电流的解决进行了讲解，对其形成于如何限制做出了详尽的剖析。希望大家在阅读过本文后能够从根源来思考问题，将浪涌电流控制在电路形成的初期，最大程度上抑制其形成。