作者:崔鷺等

    摘要：指出了功耗大、二次浪涌和功能不動作是傳統(tǒng)限制浪涌電流方法的缺陷。提出了一種限制浪涌電流的新方法。最新的浪涌電流限制器件——kjh浪涌電流限制器，限制浪涌電流僅比正常工作電流峰值大1～2倍。特別適合要求嚴(yán)格的工業(yè)系統(tǒng)和軍事系統(tǒng)。

    關(guān)鍵詞：浪涌電流；二次浪涌電流；限制器；功能不動作； 　

    0 引言

    在ac/dc變換器啟動瞬間，因?qū)�濾波電容器充電會產(chǎn)生一個很大的浪涌電流，它比系統(tǒng)正常工作電流大幾倍乃至幾十倍。浪涌電流會嚴(yán)重污染供電網(wǎng)絡(luò)，影響其它電子設(shè)備的正常運行。有時會損壞電源開關(guān)、熔斷器、emi濾波器、整流橋、濾波電容，甚至印刷電路板等元器件。有時雖然看不到顯性損壞，但是隱性損壞降低了設(shè)備的可靠性，這是更為糟糕的事情。為了改進開關(guān)電源的輸入特性，提高其可靠性，減少對電網(wǎng)的污染，改善電子設(shè)備的使用環(huán)境，必須對浪涌電流加以限制。傳統(tǒng)的限制浪涌電流的方法存在功耗大，二次浪涌，以及瞬時斷電的功能不動作等問題。新型浪涌電流限制器件——kjh型浪涌電流限制器從根本上解決了這些問題。

    1 限制浪涌電流的傳統(tǒng)方法及其存在的問題

    1.1 傳統(tǒng)方法

    眾所周知，在ac/dc變換器上電時，只要增加濾波電容c充電回路的環(huán)路電阻就可以減小浪涌電流。傳統(tǒng)的方法有二種：

    1）在回路中串聯(lián)一個適當(dāng)?shù)碾娮瑁ò央娮钃Q成負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻是一種改進），既可以把浪涌電流限制在可接受的范圍內(nèi)，又不影響變換器的正常工作；

    2）在回路中串聯(lián)一個電阻與一對觸點相并聯(lián)的組合，使在上電時觸點斷開，電阻串聯(lián)在環(huán)路中起到限制浪涌電流的作用，待電源進入某種狀態(tài)時觸點接通，將電阻短路減小功耗，保證電源的正常工作。

    特別值得一提的是st公司推出的stil02器件[1]，它是利用負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻與半橋轉(zhuǎn)換開關(guān)組合來完成限制浪涌電流的功能。

    1.2 存在問題

    1.2.1 二次浪涌電流

    如圖1所示，我們把開關(guān)電源上電時的浪涌電流稱為一次浪涌電流，把觸點k接通時產(chǎn)生的浪涌電流稱為二次浪涌電流。

    圖1 限流電阻與觸點并聯(lián)的浪涌電流限制電路

    當(dāng)300v直流電壓加到輸入端時，電容器c以時間常數(shù)τ=r1c充電，最大的一次浪涌電流ism=300v/100ω=3a，穩(wěn)態(tài)時vc=200v，vr1=100v。當(dāng)k接通時，r1被k短路，100v的躍變電壓直接加在電容器c的兩端，就產(chǎn)生了二次浪涌電流。因為沒有任何有效的電阻限流，二次浪涌電流會很大。為了兼顧一次浪涌電流和二次浪涌電流的均衡，一般r1的數(shù)值都不會很大。在幾百w的電源（交流220v輸入）中，r1取值為幾ω～十幾ω，保證電源的浪涌電流在30a左右。

    1.2.2 重復(fù)上電和功能不動作

    在傳統(tǒng)方法中，負(fù)溫度系數(shù)熱敏電阻的散熱或并聯(lián)的觸點通斷都需要一定的反應(yīng)時間。一般情況下，當(dāng)輸入電源跌落與瞬時斷電時，為防止浪涌電流限制器的功能不動作，須規(guī)定開關(guān)電源通斷的重復(fù)時間，否則，可能會因為功能不動作造成電源的損壞。

    2 kjh型浪涌電流限制器

    kjh型浪涌電流限制器是限制開關(guān)電源浪涌電流的專用器件，是全新概念的限制浪涌電流的方法。其限流電阻的阻值是漸變的，而不是像傳統(tǒng)方法中的階躍方式。

    2.1 工作原理

    kjh型浪涌電流限制器的原理框圖如圖2所示。其工作過程和信號流向如下：當(dāng)a、b端輸入上電信號，檢測單元②立即使時序電路⑥進入啟動程序，啟動驅(qū)動單元④，使執(zhí)行單元⑤的電阻值由大逐漸變小，從而達到限制浪涌電流和保證電源正常工作的目的。當(dāng)a、b端輸入掉電信號，則檢測單元②使時序電路⑥轉(zhuǎn)入復(fù)位程序，復(fù)位電路⑦工作，使驅(qū)動單元④和執(zhí)行單元⑤立即復(fù)位，電阻值立即變大，等待下一次上電，重復(fù)前一次上電時經(jīng)歷的過程。

    圖2 kjh型浪涌電流限制器的原理框圖

    其原理電路如圖3所示，用一只（或一組）晶體三極管