Powód, dla którego zasilacz impulsowy generuje prąd udarowy
Wśród różnych powszechnie stosowanych zasilaczy w przeszłości i obecnie, zasilacze impulsowe są bardzo popularne i ogólnie mogą spełniać wszelkie wymagania projektowe. Zasilacz ten jest bardzo ekonomiczny, jednak występują też pewne problemy we wzornictwie przemysłowym. Właśnie dlatego wiele zasilaczy impulsowych (zwłaszcza zasilaczy impulsowych dużej mocy) ma nieodłączną wadę: muszą pobierać duży prąd w momencie załączenia zasilania. Ten prąd udarowy może osiągnąć wartość od 10 do 100 razy większą od statycznego prądu roboczego zasilacza. W związku z tym mogą pojawić się co najmniej dwa możliwe problemy. Jeżeli zasilacz prądu stałego nie jest w stanie zapewnić wystarczającego prądu rozruchowego, zasilacz impulsowy może przejść w stan zablokowany i nie może zostać uruchomiony; Ten prąd udarowy może spowodować spadek napięcia wejściowego zasilania, co jest wystarczające, aby spowodować natychmiastową utratę mocy w innych urządzeniach zasilających korzystających z tego samego zasilacza wejściowego.
Tradycyjną metodą ograniczania wejściowego prądu udarowego jest połączenie szeregowe rezystorów ograniczających prąd termistora (NTC) o ujemnym współczynniku temperaturowym. Jednakże ta prosta metoda ma wiele wad, takich jak wpływ temperatury otoczenia na ograniczanie prądu przez rezystory NTC, przy czym efekt ograniczania prądu jest osiągany tylko częściowo podczas krótkich przerw w zasilaniu głównej sieci wejściowej (rzędu kilkuset milisekund) oraz utrata mocy rezystorów NTC zmniejszająca wydajność konwersji zasilaczy impulsowych. W rzeczywistości dwa wyżej wymienione problemy można rozwiązać za pomocą „obwodu miękkiego startu”, który zostanie szczegółowo przedstawiony poniżej.
Przyczyny powstawania prądu udarowego w zasilaczach impulsowych
Obwód wejściowy zasilaczy impulsowych wykorzystuje głównie obwód prostownika filtrującego kondensator. W momencie zamknięcia dopływu zasilania, ze względu na zerowe napięcie początkowe na kondensatorze, podczas ładowania kondensatora powstanie duży prąd udarowy. Zwłaszcza w przypadku zasilaczy impulsowych dużej mocy stosuje się kondensatory filtrujące o większej pojemności, aby prąd udarowy osiągnął wartość 100 A lub więcej. Tak duży prąd udarowy w momencie załączenia zasilania często może spowodować przepalenie bezpiecznika wejściowego lub przepalenie styków rozłącznika zamykającego, co skutkuje nadprądowym uszkodzeniem mostka prostowniczego; Łagodne przypadki mogą również powodować niezamykanie się wyłącznika powietrza. Powyższe zjawiska mogą być przyczyną nieprawidłowego działania zasilacza impulsowego. Dlatego prawie wszystkie zasilacze impulsowe są wyposażone w obwody łagodnego rozruchu, które zapobiegają prądom udarowym, zapewniając normalną i niezawodną pracę używanego zasilacza robota.
2. Elektryczna zasada działania obwodu miękkiego startu
Jeżeli w celu wyeliminowania prądu udarowego podczas uruchamiania zasilacza impulsowego zostanie zastosowany „obwód miękkiego startu”, można skutecznie uniknąć wad tradycyjnych metod ograniczania prądu udarowego wspomnianych powyżej. Sterowanie rozruchem zasilacza impulsowego poprzez „miękki start” w celu wyeliminowania prądów udarowych obejmuje dwie zasady konstrukcyjne: odłączenie obciążenia w momencie załączenia zasilania przy jednoczesnym ograniczeniu prądu użytecznego. Jeśli obciążenie nie jest zasilane, prąd po uruchomieniu zasilacza impulsowego jest z reguły bardzo mały. W wielu przypadkach prąd rozruchowy może być w rzeczywistości mniejszy niż prąd roboczy w stanie ustalonym utrzymywany tą metodą.
