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【有图有真相】实例分析如何理解高频开关电源的软起动电路

高频开关电源的输入电路大都选用整流加电容滤波电路。在输入电路合闸瞬间,因为电容器上的初始电压为零会构成很大的瞬时冲击电流(如图 1 所示),特别是大功率高频开关电源,其输入选用较大容量的滤波电容器,其冲击电流可达 100A 以上。在高频开关电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值,往往会导致输入熔断器烧断,有时甚至将合闸开关的触点烧坏,轻者也会使空气开关合不上闸,上述原因均会形成高频开关电源无法正常投入。为此简直一切的高频开关电源在其输入电路设置避免冲击电流的软起动电路,以保证高频开关电源正常而牢靠的运转。

2 常用软起动电路
(1)选用功率热敏电阻电路
热敏电阻防冲击电流电路如图 2 所示。它使用热敏电阻的 Rt 的负温度系数特性,在高频开关电源接通瞬间,热敏电阻的阻值较大,到达约束冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时,电阻发热而使其阻值变小,电路处于正常作业状况。选用热敏电阻避免冲击电流一般适用于小功率高频开关电源,因为热敏电阻的热惯性,从头恢复高阻需求时刻,故关于高频开关电源断电后又需求很快接通的状况,有时起不到限流作用。

(2)选用 SCR R   电路
该电路如图 3 所示。在高频开关电源瞬时接通时,输入电压经整流桥 VD1 VD4   和限流电阻 R 对电容器 C 充电。当电容器 C 充电到约 80%的额外电压时,逆变器正常作业,经主变压器辅佐绕组发作晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻 R,高频开关电源处于正常运转状况。这种限流电路存在如下问题:当高频开关电源瞬时断电后,因为电容器 C 上的电压不能骤变,其上仍有断电前的充电电压,逆变器可能还处于作业状况,坚持晶闸管持续导通,此刻若立刻从头接通输入高频开关电源,会相同起不到避免冲击电流的作用。

(3)具有断电检测的 SCR R   电路
该电路如图 4 所示。它是图 3 的改进型电路,

实例分析如何理解高频开关电源的软起动电路

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VD5、VD6、VT1、RB、CB 组成瞬时断电检测电路,时刻常数 RBCB 的选取应稍大于半个周期,当输入发作瞬间断电时,检测电路得到的检测信号,关闭逆变器功率开关管 VT2 的驱动信号,使逆变器停止作业,一起堵截晶闸管 SCR 的门极触发信号,保证高频开关电源从头接通时避免冲击电流。

(4)继电器 K1 与电阻 R 构成的电路
该电路原理图如图 5 所示。高频开关电源接通时,输入电压经限流电阻 R1 对滤波电容器 C1 充电,一起辅佐高频开关电源 VCC 经电阻 R2 对并接于继电器 K1 线包的电容器 C2 充电,当 C2 上的充电电压到达继电器的动作电压时,K1 动作,旁路限流电阻 R1,到达瞬时防冲击电流的作用。通常在高频开关电源接通之后,继电器 K1 动作延时 0.3~0.5 秒,否则限流电阻 R1 因通流时刻过长会烧坏。但是这种简略的 RC 推迟电路在考虑到继电器吸合电压时还必须顾及流过线包的电流,一般电阻的阻值较小而电容的容量较大,推迟时刻很难精确操控,这主要是电容容量的误差和漏电流形成,需求仔细地挑选和测试。一起继电器的动作阈值取决于电容器 C2 上的充电电压,继电器的动作电压会颤动及振荡,形成作业不牢靠。

(5)选用守时触发器的继电器与限流电阻的电路
该电路如图 6 所示(仅画出守时电路,主电路同图 5),它是图 5 的改进型电路。高频开关电源接通时,输入电压经整流桥和限流电阻 R1 对 C1 充电,一起守时时基电路 555 的守时电容 C2 由辅佐高频开关电源经守时电阻 R2 开端充电,经 0.3 秒后,集成电路 555 的 2 端电压低于二分之一高频开关电源电压,其输出端 3 输出高电平,VT2 导通,继电器 K1 动作,限流电阻 R1 被旁路,直流供电电压对 C1 持续充电而到达额外值,逆变器处于正常作业状况。因为该电路在 RC 推迟守时电路与继电器之间插入了单稳态触发器和电流放大器,保证继电器动作爽性、牢靠,有效地起到避免冲击电流的作用,而不会像图 5 电路那样因为继电器动作的不牢靠性而烧坏限流电阻及继电器的本身触点。

(6)过零触发的光耦可控硅与双向可控硅构成的电路
该电路如图 7 所示。集成稳压器输出安稳的 5V 电压,为软起动电路供给高频开关电源电压。晶体管 VT1、反相器 IC2 构成过零触发电路,IC1555 构成单稳态触发器,R1、C1 为守时周期,但因 5 端至 1 端接有推迟电路 R2、C2,所以 555 是逐渐到达满周期的。当电网电压过零时,晶体管 VT1 截止,反相器 IC2 输出低电平,起动守时电路 555 作业,软起动推迟时刻由时刻常数 R1C1 及R2C2 一起决议。

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