Jak zapobiegać wejściowemu prądowi udarowemu w zasilaczach impulsowych
Zwykle po uruchomieniu zasilacza impulsowego może być konieczne, aby główna sieć energetyczna po stronie wejściowej zapewniła krótkotrwałe impulsy o wysokim prądzie, które są powszechnie określane jako „wejściowe prądy udarowe”. Udarowy prąd wejściowy powoduje przede wszystkim problemy przy wyborze głównych wyłączników automatycznych i innych bezpieczników w głównej sieci energetycznej: z jednej strony wyłączniki automatyczne muszą zapewniać bezpiecznik podczas przeciążenia, aby spełniać rolę ochronną; Z drugiej strony nie należy stosować bezpieczników, gdy wystąpi udarowy prąd wejściowy, aby uniknąć nieprawidłowego działania. Po drugie, wejściowy prąd udarowy może powodować załamanie kształtu fali napięcia wejściowego, co skutkuje gorszą jakością zasilania i wpływaniem na działanie innych urządzeń elektrycznych.
Przyczyna wystąpienia wejściowego prądu udarowego
W zasilaczu impulsowym napięcie wejściowe jest najpierw filtrowane przez zakłócenia, następnie przekształcane na prąd stały przez prostownik mostkowy, a następnie wygładzane przez duży kondensator elektrolityczny przed wejściem do prawdziwej przetwornicy DC/DC. Wejściowy prąd udarowy powstaje podczas wstępnego ładowania kondensatora elektrolitycznego, a jego wielkość zależy od amplitudy napięcia wejściowego podczas rozruchu oraz całkowitej rezystancji obwodu utworzonego przez mostek prostowniczy i kondensator elektrolityczny. Jeśli zdarzy się, że rozpocznie się w punkcie szczytowym napięcia wejściowego AC, wystąpi szczytowy prąd udarowy na wejściu.
Szeregowy termistor ntc o ujemnym współczynniku temperaturowym jest niewątpliwie najprostszą jak dotąd metodą tłumienia wejściowego prądu udarowego. Ponieważ rezystory NTC będą się zmniejszać wraz ze wzrostem temperatury. Po uruchomieniu zasilacza impulsowego rezystor NTC ma temperaturę pokojową i ma dużą rezystancję, co może skutecznie ograniczać prąd; Po włączeniu zasilania rezystor NTC szybko nagrzeje się do około 110°C w wyniku własnego rozpraszania ciepła, a wartość rezystancji spadnie do około jednej piętnastej wartości w temperaturze pokojowej, zmniejszając straty mocy podczas normalnej pracy zasilacz impulsowy.
Zalety:
Prosty i praktyczny obwód o niskim koszcie
Niedogodności:
1. Na efekt ograniczania prądu przez rezystory NTC duży wpływ ma temperatura otoczenia: jeśli rezystancja jest zbyt wysoka, a prąd ładowania jest zbyt niski podczas rozruchu w niskiej temperaturze (poniżej zera), zasilacz impulsowy może nie zostać uruchomiony; Jeżeli wartość rezystancji rezystora jest zbyt mała podczas rozruchu w wysokiej temperaturze, może nie osiągnąć efektu ograniczenia wejściowego prądu udarowego.
2. Efekt ograniczenia prądu można osiągnąć tylko częściowo podczas krótkiej przerwy w głównej sieci energetycznej (około kilkuset milisekund). Podczas tej krótkiej przerwy kondensator elektrolityczny został rozładowany, natomiast temperatura rezystora NTC jest nadal wysoka, a wartość rezystancji mała. Gdy konieczne jest natychmiastowe ponowne uruchomienie zasilania, NTC nie może skutecznie osiągnąć efektu ograniczenia prądu.
3. Strata mocy rezystorów NTC zmniejsza wydajność konwersji zasilaczy impulsowych.
Opcja 2
Wykonując zasilacze impulsowe małej mocy, należy bezpośrednio zastosować rezystory mocy, aby ograniczyć prądy udarowe.
Prosty obwód, niski koszt i prawie odporny na wysokie i niskie temperatury pod względem ograniczania prądów udarowych
Niedogodności:
Nadaje się tylko do zasilaczy impulsowych małej mocy
● Znaczący wpływ na efektywność
Opcja 3
Termistor NTC jest połączony równolegle ze zwykłym rezystorem mocy, aby ograniczyć prąd udarowy
Podczas uruchamiania w temperaturze pokojowej wartość rezystancji rezystora mocy i termistora równolegle jest wykorzystywana do ograniczenia prądu udarowego. Podczas uruchamiania w niskiej temperaturze wartość rezystancji termistora NTC gwałtownie wzrasta, ale wartość rezystancji rezystora mocy pozostaje zasadniczo niezmieniona, co może zapewnić rozruch w niskiej temperaturze. Jednak podczas eksperymentów w wysokiej temperaturze obwód udarowy jest również duży.
Zalety:
Prosty i praktyczny, z dobrymi wynikami przy uruchamianiu w temperaturach pokojowych i niskich
Niedogodności:
● Znaczący wpływ na efektywność
Prąd udarowy o wysokiej temperaturze
Opcja 4
Szeregowy stały rezystor jest używany w połączeniu z tyrystorem w celu ograniczenia wejściowego prądu udarowego. Po włączeniu napięcie Vs zostaje odcięte, a prąd przepływa przez R1, który działa jako urządzenie ograniczające prąd. Gdy zostaną spełnione określone warunki, VS przewodzi i otwiera obwód R1. Strata wydajności jest znacznie zmniejszona.
Zalety:
Niskie zużycie energii
Wysokie i niskie temperatury prawie nie wpływają na ograniczenie prądu udarowego
Niedogodności:
Duża objętość i wysoki koszt
