So verhindern Sie Eingangsspitzenströme in Schaltnetzteilen
Normalerweise muss beim Starten des Schaltnetzteils das Hauptnetz am Eingangsende möglicherweise einen kurzfristigen großen Stromimpuls liefern, und dieser Stromimpuls wird üblicherweise als „Einschaltstrom (Einschaltstrom)“ bezeichnet. Der Eingangsstoßstrom verursachte zunächst Probleme bei der Auswahl des Hauptleistungsschalters (Hauptleistungsschalter) und anderer Sicherungen im Hauptnetz: Einerseits muss der Leistungsschalter sicherstellen, dass er bei Überlastung absichert, um eine Schutzfunktion zu erfüllen. Andererseits muss es im Eingang sein. Wenn der Stoßstrom auftritt, kann es nicht abgesichert werden, um Fehlfunktionen zu vermeiden. Zweitens führt der Eingangsstoßstrom dazu, dass die Wellenform der Eingangsspannung zusammenbricht, was die Qualität der Stromversorgung verschlechtert und die Funktion anderer elektrischer Geräte beeinträchtigt.
Ursachen des Eingangseinschaltstroms
Die Eingangsspannung wird zunächst durch Interferenzen gefiltert, dann von einem Brückengleichrichter in Gleichstrom umgewandelt und dann von einem großen Elektrolytkondensator geglättet, bevor sie in den echten DC/DC-Wandler gelangt. Der Eingangsstoßstrom wird erzeugt, wenn der Elektrolytkondensator zum ersten Mal aufgeladen wird, und seine Größe hängt von der Größe der Eingangsspannung beim Start und dem Gesamtwiderstand der Schleife ab, die aus dem Brückengleichrichter und dem Elektrolytkondensator besteht. Wenn es am Spitzenpunkt der AC-Eingangsspannung beginnt, tritt der Spitzeneingangsstoßstrom auf.
Option eins
Die gebräuchlichste Methode zur Begrenzung des Eingangseinschaltstroms: Reihen-Thermistor mit negativem Temperaturkoeffizienten, Strombegrenzungswiderstand (NTC)
Vorteil:
● Einfache und praktische Schaltung, geringe Kosten
Mangel:
1. Die strombegrenzende Wirkung des NTC-Widerstands wird stark von der Umgebungstemperatur beeinflusst: Wenn der Widerstand zu groß und der Ladestrom beim Starten bei niedriger Temperatur (unter Null) zu klein ist, kann das Schaltnetzteil möglicherweise nicht starten ; Wenn es bei einer hohen Temperatur startet, ist der Widerstandswert des Widerstands zu klein, wodurch der Effekt der Begrenzung des Eingangseinschaltstroms möglicherweise nicht erreicht wird. Der NTC-Strombegrenzungswiderstand eines serienmäßigen Thermistors mit negativem Temperaturkoeffizienten ist zweifellos die bei weitem einfachste Möglichkeit, den Eingangsstoßstrom zu unterdrücken. Denn NTC-Widerstände verschlechtern sich mit zunehmender Temperatur. Wenn das Schaltnetzteil gestartet wird, hat der NTC-Widerstand eine normale Temperatur und einen hohen Widerstand, wodurch der Strom wirksam begrenzt werden kann. Nachdem die Stromversorgung gestartet wurde, erwärmt sich der NTC-Widerstand aufgrund seiner eigenen Wärmeableitung schnell auf etwa 110 °C, und der Widerstandswert sinkt etwa in einem Fünfzehntel der Zeit auf Raumtemperatur, wodurch der Leistungsverlust beim Schalten der Stromversorgung verringert wird Funktioniert normal.
2. Die strombegrenzende Wirkung wird bei kurzen Netzunterbrechungen (in der Größenordnung von Hunderten von Millisekunden) nur teilweise erreicht. Während dieser kurzen Unterbrechung wurde der Elektrolytkondensator entladen, aber die Temperatur des NTC-Widerstands ist immer noch hoch und sein Widerstandswert ist klein. Wenn die Stromversorgung sofort neu gestartet werden muss, kann der NTC die Strombegrenzungsfunktion nicht effektiv realisieren.
3. Der Leistungsverlust des NTC-Widerstands verringert die Umwandlungseffizienz des Schaltnetzteils.
Option II
Wenn Sie ein Mikro-Schaltnetzteil herstellen, verwenden Sie direkt einen Leistungswiderstand, um den Einschaltstrom zu begrenzen.
Vorteil:
● Die Schaltung ist einfach, die Kosten gering und die Begrenzung des Stoßstroms wird durch hohe und niedrige Temperaturen kaum beeinflusst
Mangel:
● Nur für Micro-Power-Schaltnetzteile geeignet
● Großer Einfluss auf die Effizienz
dritte Lösung
Parallelschaltung von NTC-Thermistor und gewöhnlichem Leistungswiderstand zur Begrenzung des Einschaltstroms
Beim Starten bei normaler Temperatur werden der Widerstand des Leistungswiderstands und der Thermistor parallel geschaltet, um den Einschaltstrom zu begrenzen. Beim Start bei niedriger Temperatur steigt der Widerstand des NTC-Thermistors stark an, der Widerstand des Leistungswiderstands bleibt jedoch grundsätzlich unverändert, um einen Start bei niedriger Temperatur zu gewährleisten. Bei Experimenten mit hoher Temperatur ist der Überspannungskreis jedoch auch sehr groß.
Vorteil:
● Einfach und praktisch, gute Wirkung beim Start bei normalen und niedrigen Temperaturen
Mangel:
● Größere Auswirkungen auf die Effizienz
● Großer Stoßstrom bei hoher Temperatur
