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开关电源常用的软启动电路

2022-03-07

  开关电源的输入电路大多是整流和电容滤波电路。在输入电路接通的瞬间,由于电容上的初始电压为零,会构成很大的瞬时冲击电流。特别是对于大功率开关电源,选用大容量的滤波电容作为其输入,其冲击电流可达100A以上。上电瞬间如此大幅度的冲击电流,往往会造成输入熔断器烧坏,有时甚至会烧坏合闸开关的触点,甚至空气开关也不会合闸,导致开关电源无法正常工作。为此,所有开关电源都配有软启动电路,以避免其输入电路中的冲击电流,从而保证开关电源的正常可靠运行。以下介绍了几种常用的软启动电路:


  选择功率热敏电阻电路
  热敏电阻防浪涌电流电路。它利用热敏电阻Rt的负温度系数特性,在通电瞬间,热敏电阻阻值较大,可以抑制冲击电流。当大电流流过热敏电阻时,电阻发热,阻值变小,电路正常工作。
  选择热敏电阻存在以下问题:避免冲击电流一般只适用于小功率开关电源。由于热敏电阻的热惯性,从无到有,从高电阻恢复需要时间。所以停电后需要快速接通开关电源的情况有时起不到限流作用。
  选择SCR-R电路
  当电路的电源瞬间接通时,输入电压通过整流桥VD1 VD4和限流电阻R给电容C充电,当电容C充电到额外电压的80%左右时,逆变器正常工作,通过主变压器的辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通,使限流电阻R短路,开关电源处于正常工作状态。
  限流电路SCR-R电路存在以下问题:当电源瞬间断电时,由于电容C上的电压不能突变,所以断电前仍有充电电压,逆变器可能仍处于工作状态。如果晶闸管保持导通,此时如果输入电源立即从头接通,将无法避免冲击电流。
  (1)带断电检测的SCR-R电路。该电路是SCR-R电路的改进电路。VD5、VD6、VT1、RB和CB构成瞬时断电检测电路。时间常数RBCB的选择应稍长于半个周期。当输入发生瞬间断电时,检测电路得到的检测信号会闭合逆变器功率开关VT2的驱动信号,使逆变器间歇工作,晶闸管SCR的门极触发信号一起被阻断,保证供电。
  带断电检测的SCR-R电路存在以下问题:电源接通时,输入电压会通过限流电阻给滤波电容充电,与电源VCC一起,通过电阻给继电器包并联的电容充电。当电容上的充电电压达到继电器的动作电压时,继电器就会动作,旁路限流电阻,实现瞬时浪涌电流的功能。通常开关电源接通后,继电器动作延时0.3~0.5秒,否则限流电阻会因电流流动时间过长而烧坏。
  由继电器和电阻组成的电路
  然而,这个简单的RC延迟电路在考虑继电器的吸合电压时,还必须考虑流经线包的电流。一般电阻的阻值小,电容的电容大,很难精确控制延迟时间。这主要是因为电容的故障和漏电流的构成,需要仔细选择和测试。一个继电器的动作阈值取决于电容C2上的充电电压,继电器的动作电压会振动、颤动,导致开关电源工作不可靠。
  (1)选择正点触发的继电器和限流电阻电路。这个电路是一个改进电路。当电源接通时,输入电压通过整流桥和限流电阻充电,守时时基电路的守时电容通过守时电阻从辅助电源充电。0.3秒后,集成电路的端电压低于电源电压的一半,集成电路的输出端输出高电平,VT2导通,继电器动作,限流电阻被旁路,DC电源电压继续给电容充电达到一个额外的值,逆变器正常工作。
  选择定时器触发器的继电器和限流电阻的电路存在以下问题:由于电路在RC延时定时器电路和继电器之间插入了单稳态触发器和电流放大器,保证了继电器平稳可靠地工作,有效地起到了避免冲击电流的作用,而不是像原型电路那样由于继电器工作的不可靠性而烧坏限流电阻和继电器本身的触点,构成了开关电源工作问题。

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