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启动电流保护抑制的作用

钜大LARGE  |  点击量:1433次  |  2020年03月26日  

有朋友前天给我发了一个问题,我自己一开始也没太在意,后来查询了设计,大概很多兄弟也可能遇到这个问题,我希望给大家一起学习一下。


问题:


现在有一个54V的交流电,用整流桥整流,整流桥的输出接了一个1欧姆的限流电阻和一个3300uF的平滑电容,以得到72V的直流电。刚上电时,电容接近短路,冲击电流最大可到76A(在54VAC到达峰值时上电),我用的1欧姆的电阻应该选什么种类和多大功率的阿?一分钟开关一次,因为后面的负载为题,限流电阻阻值定下了。稳定后的输出电流为1.2A。


这样的方案有两个硬伤:


1.电阻不能选大,否则电阻损耗的功耗很大,并且电阻过大的时候会导致电容充电过程较慢。因此xinghui选了1欧,不过这也并不是个好选择。


2.电阻不能太小,电阻太小导致瞬态的功率还是很大。72V/R。此时的瞬态功率按照1欧来选是个天文数字。


这实质上一个启动电流保护的问题,分析一下启动电流的抑制的作用:


在起动的瞬间,交流输入电压通过整流器对电容器进行充电。


电容器的等效串联阻抗很小,并且通常采用多个电容器并联使用,使得其阻抗更小;因此起动冲击电流很大。对输入回路的断路器和整流器也是一个很大的负荷,因此要考虑设计电流抑制电路防止在起动时的电流冲击。


加入继电器


加入常开继电器可有有效解决稳态的时候的功耗问题,如图所示在整流前接入冲击电流抑制电阻,和继电器的常开点。起动时,由于起动电阻串接在输入回路中,可把冲击电流限制到我们所希望的范围内。当电容器充有足够的电压、认为起动过程可以结束时,通过继电器将限流电阻旁路(短接)


假如我们将起动电流限制到负载电流的水平,启动过程是比较安全的,不过由于电容较大,导致对电阻的功耗要求非常高(同上面第二个考虑因素),因此采用常规电阻可能问题较大。


因此呢,可以选用负温度系数的NTC的电阻进行调节。在起动过程刚开始时,电路有较强的抑流能力;随着起动过程的进行,负温度系数电阻的阻值下降,使电容器的充电电流又不至于太小,起动过程不至过长。


注:在小功率的时候可直接采用NTC电阻不加入继电器。不过具有一定的风险性在于,由于温度过低,在启动电流不大的时候,NTC电阻在启动后很长时间内没法升至工作温度,阻值一直不能下降至工作范围,就使得启动过程不正常。假如负载电流很小的时候,整个电路不一定能很完美的工作,因此注意模块的最低工作温度。


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