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抑制电源接通时的冲击电流的限制电阻

发布时间:2008/9/11 0:00:00 访问次数:1306

  使用50/60 hz的工频用电源变压器的串联调节器,没有什么问题,但直接整流、平滑日前主流的开关调节器ac线路的交流控制器,经常存在的问题是ac线路电源on时会流过冲击电流。

  ac线路上流过的冲击电流远远超过预想的峰值电流,使电源开关的触点烧损、熔化而被破坏。

  图1是直接整流ac线路(100v)的电压,经平滑电容的输出后,得到直流140v的电路,电源开关on时的时问各种各样.如果原本的工频信号是正弦波,则当工频频率在sin90°及sin270°时,全波整流电路上流过最大的冲击电流.如果电源开关使用固态位置继电器(ssr),ssr则因采用过零开关方式而不会流过这么大的冲击电流。

  图1 电源电路中的冲击电流限制电阻

  当在平滑电容上加上140v的峰值电压时,流过的最初电流的大小是多少呢?如果是理想电容,则应流过无限大的电流。实际上由于ac线路的电阻、配线电阻、整流二极管等的动作电阻,电流会被限制,尽管这样,仍流过相当大的电流。

  为研究流过多少电流,观测图2所示的实验电路的r为0ω时的数据如图2。开关接通的时间sin270°时达到约188a(peak)小型开关会被烧损。

  只在开关接通后的最初的半波内流过大电流,随着平滑电容的充电,其电流减小。

  从图2的波形上看,由于+140v充电,流过188a(peak)的冲击电流,所以计算此时的电路的等价电阻约为0.74ω。因此,如果插入r=1ω,则应下降到ipk=140v/1.74ω=80a(peak)。

  图2 电流限制电阻r=0ω时的平滑输出电压和冲击电流

  图3是追加r=1ω,同样的用sin270°开关接通时的波形。峰值电流减小到88a。

  因此,如果加大冲击电流的限制电阻值,ipk也减小,所以很容易想到应该尽量加大此限制电阻值。但由于通常流过ac电流会产生很大功率损耗(p=pr),所以此限制电阻值也不能太大。

  尝试用r=5ω测定冲击电流,则ipk减少到24a(ipk=140v/5.74ω=24.4a),对平滑电容充电需要100ms以上的时间。

  为减小冲击电流,无论如何加大电阻值,如图4所示,电源接通时具有数100ms的延迟,如果继电器中电阻r短路,则可忽略通常时所消耗的功率。

  图3 电流限制电阻r=1ω时的平滑输出电压和冲击电流

  图4 用于抑制肿击电流的功夫

  作为处理ac线路的冲击l流的元件,也有使用被称为功率热敏电阻的,但仅在热敏电阻处于室温状态时有效果,频繁on/off电源开关时,定常的热敏吧阻会变热,成为低电阻,对冲击电流的抑制效果变小.

  欢迎转载,信息来自维库电子市场网(www.dzsc.com)



  使用50/60 hz的工频用电源变压器的串联调节器,没有什么问题,但直接整流、平滑日前主流的开关调节器ac线路的交流控制器,经常存在的问题是ac线路电源on时会流过冲击电流。

  ac线路上流过的冲击电流远远超过预想的峰值电流,使电源开关的触点烧损、熔化而被破坏。

  图1是直接整流ac线路(100v)的电压,经平滑电容的输出后,得到直流140v的电路,电源开关on时的时问各种各样.如果原本的工频信号是正弦波,则当工频频率在sin90°及sin270°时,全波整流电路上流过最大的冲击电流.如果电源开关使用固态位置继电器(ssr),ssr则因采用过零开关方式而不会流过这么大的冲击电流。

  图1 电源电路中的冲击电流限制电阻

  当在平滑电容上加上140v的峰值电压时,流过的最初电流的大小是多少呢?如果是理想电容,则应流过无限大的电流。实际上由于ac线路的电阻、配线电阻、整流二极管等的动作电阻,电流会被限制,尽管这样,仍流过相当大的电流。

  为研究流过多少电流,观测图2所示的实验电路的r为0ω时的数据如图2。开关接通的时间sin270°时达到约188a(peak)小型开关会被烧损。

  只在开关接通后的最初的半波内流过大电流,随着平滑电容的充电,其电流减小。

  从图2的波形上看,由于+140v充电,流过188a(peak)的冲击电流,所以计算此时的电路的等价电阻约为0.74ω。因此,如果插入r=1ω,则应下降到ipk=140v/1.74ω=80a(peak)。

  图2 电流限制电阻r=0ω时的平滑输出电压和冲击电流

  图3是追加r=1ω,同样的用sin270°开关接通时的波形。峰值电流减小到88a。

  因此,如果加大冲击电流的限制电阻值,ipk也减小,所以很容易想到应该尽量加大此限制电阻值。但由于通常流过ac电流会产生很大功率损耗(p=pr),所以此限制电阻值也不能太大。

  尝试用r=5ω测定冲击电流,则ipk减少到24a(ipk=140v/5.74ω=24.4a),对平滑电容充电需要100ms以上的时间。

  为减小冲击电流,无论如何加大电阻值,如图4所示,电源接通时具有数100ms的延迟,如果继电器中电阻r短路,则可忽略通常时所消耗的功率。

  图3 电流限制电阻r=1ω时的平滑输出电压和冲击电流

  图4 用于抑制肿击电流的功夫

  作为处理ac线路的冲击l流的元件,也有使用被称为功率热敏电阻的,但仅在热敏电阻处于室温状态时有效果,频繁on/off电源开关时,定常的热敏吧阻会变热,成为低电阻,对冲击电流的抑制效果变小.

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