浪涌電流是什么 如何抑制浪涌電流

一、什么是浪涌電流？

浪涌電流是電路打開吸收的最大電流，出現(xiàn)在輸入波形的幾個周期內(nèi)。浪涌電流的值遠高于電路的穩(wěn)態(tài)電流，高電流可能會損壞設(shè)備或觸發(fā)斷路器。浪涌電流通常出現(xiàn)在所有磁芯的設(shè)備中，如變壓器、工業(yè)電壓等。

二、為什么會出現(xiàn)浪涌電流？

產(chǎn)生浪涌電流的因素有很多，比如一些去耦電容或平滑電容組成的設(shè)備或系統(tǒng)，在啟動時會消耗大量電流對其進行充電。

下面的圖可以看到浪涌電流、峰值電流和穩(wěn)態(tài)電流之間的差異：

峰值電流：波形在正區(qū)域或負區(qū)域獲得的電流最大值。穩(wěn)態(tài)電流：定義為電路中每個時間間隔保持恒定的電流。當(dāng) di/dt = 0 時，達到穩(wěn)態(tài)電流，這意味著電流相對于時間保持不變。

浪涌電流特性：

• 設(shè)備開啟時立即發(fā)生

• 出現(xiàn)時間跨度短

• 高于電路或裝置的額定值

發(fā)生浪涌電流的一些示例：

• 白熾燈

• 感應(yīng)電機啟動

• 變壓器

• 打開基于 SMPS 的電源

三、電源轉(zhuǎn)換器中的浪涌電壓

為了降低輸入/輸出的紋波噪聲或EMI噪聲，現(xiàn)在通常是在輸入側(cè)并聯(lián)電容或者濾波器，如下所示。由于濾波器中有電容，當(dāng)系統(tǒng)開始上電時，由于輸入電壓的快速上升，會產(chǎn)生很高的浪涌電流。這種情況可能會導(dǎo)致前端電源供電不足，或者觸發(fā)過流保護，導(dǎo)致無電壓輸出，因此，浪涌電流的抑制變得越來越重要。

四、抑制浪涌電壓的方法

1、被動抑制

如下所示，主要用于應(yīng)用電路需要外接大量電容時。如果沒有外部限流電路，直流母線電壓開啟時會產(chǎn)生很大的浪涌電壓，可能導(dǎo)致前端電源壓降進入保護模式。此時，只需在電容輸入串聯(lián)電阻和二極管即可，可以減輕浪涌電流。當(dāng)直流母線通過電阻給電容充電時，可以限制浪涌電流，但是，當(dāng)直流母線需要供電時，電容可以通過二極管將電能反饋給直流母線

2、主動抑制

另一種是采用帶軟啟動電路的有源開關(guān)來限制浪涌電流。如下所示，MOS管通過軟啟動電路緩慢開啟，因此，可以限制啟動期間的浪涌電流，優(yōu)點是不影響系統(tǒng)效率，不受緩解溫度影響。缺點是需要外接電路，整體成本較高。

五、使用MOS管浪涌電流限制電路

如上所述，已經(jīng)列舉了2種浪涌電流方法。下面介紹使用MOS管導(dǎo)通電路來抑制輸入電流此外，由于MOS管的導(dǎo)通損耗低，使用方便。優(yōu)點是零件少，缺點是有功率損耗。下面介紹有源和無源浪涌電流限制電路。