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。特別適合要求嚴格的工業系統和軍事系統。

    關鍵詞：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，因對濾波電容器充電會產生一個很大的浪涌電流，它比系統正常工作電流大幾倍乃至幾十倍。浪涌電流會嚴重污染供電網絡，影響其它電子設備的正常運行。有時會損壞電源開關、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備的可靠性，這是更為糟糕的事情。為了改進開關電源的輸入特性，提高其可靠性，減少對電網的污染，改善電子設備的使用環境，必須對浪涌電流加以限制。傳統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方法及其存在的問題

    1.1 傳統方法

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

    1）在回路中串聯一個適當的電阻（把電阻換成負溫度系數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，又不影響變換器的正常工作；

    2）在回路中串聯一個電阻與一對觸點相并聯的組合，使在上電時觸點斷開，電阻串聯在環路中起到限制浪涌電流的作用，待電源進入某種狀態時觸點接通，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]，它是利用負溫度系數熱敏電阻與半橋轉換開關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的浪涌電流限制電路

    當300v直流電壓加到輸入端時，電容器c以時間常數τ=r1c充電，最大的一次浪涌電流ism=300v/100ω=3a，穩態時vc=200v，vr1=100v。當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 重復上電和功能不動作

    在傳統方法中，負溫度系數熱敏電阻的散熱或并聯的觸點通斷都需要一定的反應時間。一般情況下，當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，須規定開關電源通斷的重復時間，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，啟動驅動單元④，使執行單元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a、b端輸入掉電信號，則檢測單元②使時序電路⑥轉入復位程序，復位電路⑦工作，使驅動單元④和執行單元⑤立即復位，電阻值立即變大，等待下一次上電，重復前一次上電時經歷的過程。

    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