交流電源中浪涌電流的控制電路

采用墻上交流電壓工作的大功率電源都要使用大的輸入濾波電容。必須限制這些電容的浪涌電流，否則，電源就可能觸發(fā)交流斷路器，或者造成整流器、濾波扼流圈或PCB(印刷電路板)走線(xiàn)的損壞。本例中的電路是在電容的充電路徑中插入一個(gè)限流電阻。它可探測(cè)出電容何時(shí)充電到一個(gè)最小閾值電壓。然后，它使用一只TRIAC(三端交流開(kāi)關(guān))將電阻短路。監(jiān)控電容電壓比監(jiān)控輸入電流更好，從而避免在可能造成浪涌限流的工作中出現(xiàn)大的負(fù)載電流。

圖1,本電路使用一只負(fù)阻半導(dǎo)體，當(dāng)濾波電容上的電壓達(dá)到32V時(shí)，構(gòu)成一個(gè)700Hz振蕩器。

本電路用一只負(fù)阻半導(dǎo)體來(lái)探測(cè)濾波電容兩端的最小閾值電壓。負(fù)阻半導(dǎo)體以前也叫肖特基二極管，它是一種非對(duì)稱(chēng)的晶閘管，正極為交替的P+與N-結(jié)構(gòu)。在這個(gè)穿通二極管中，雪崩電流觸發(fā)一個(gè)無(wú)柵極晶閘管。單向晶閘管不同于意法半導(dǎo)體公司Trisil、Bourns公司的雙向TISP(晶閘管浪涌保護(hù)器)，以及Littelfuse公司的SIDACtor(硅二極管交流)器件。晶閘管比較少見(jiàn)，但仍然可以找到有32V穿通電壓的DB3型管。這些器件可探測(cè)大于38V的電容電壓。你可以用PNP/NPN晶體管對(duì)或一只帶齊納二極管的小功率晶閘管，模擬一個(gè)任何電壓的負(fù)阻半導(dǎo)體。

當(dāng)電容達(dá)到閾值電壓時(shí)，負(fù)阻半導(dǎo)體成為一個(gè)700Hz的振蕩器。通過(guò)一個(gè)變壓器或電容，就可以簡(jiǎn)單地使這個(gè)交流信號(hào)穿過(guò)絕緣邊界。如果不能確定信號(hào)變壓器的絕緣規(guī)格，可以用電容做變壓器的耦合(圖1)。如果采用了可選電容C2和C3,則它們的額定電壓應(yīng)大于800V.功率電阻R3限制浪涌電流，其額定功率應(yīng)大于2W~10W.最好采用自帶熱熔絲的電阻。用ZCD(零交越探測(cè)器)使R3的短路事件與交流電流過(guò)零轉(zhuǎn)換同步。飛兆半導(dǎo)體公司的MOC3062M零交越光閘流管光耦就可以完成這一功能。

負(fù)阻半導(dǎo)體D1、電容C1、電阻R1以及變壓器T2構(gòu)成了一個(gè)振蕩器。當(dāng)E的值超過(guò)負(fù)阻半導(dǎo)體穿通電壓值時(shí)，該振蕩器開(kāi)始工作。振蕩器提供了大于20mA的電流脈沖，足以觸發(fā)任何類(lèi)型的TRIAC,消耗不到1.5mAdc.由于脈沖的頻率大約為700Hz,因此變壓器T2很小。電阻R2限制了通過(guò)負(fù)阻半導(dǎo)體D1的放電電流。如果變壓器有適當(dāng)?shù)闹绷麟娮瑁瑒t可以省掉R2.選擇TRIAC時(shí)要挑選柵極觸發(fā)電流低于20mA的型號(hào)。如果T1泄漏電感與交流電力線(xiàn)電感都不大，則也可以不需要RS和CS構(gòu)成的緩沖網(wǎng)絡(luò)。

電路可適用于45V以上的電容電壓(圖2)。由R4和R5構(gòu)成的分壓器為負(fù)阻振蕩器供電。這個(gè)分壓器耗電為10mA~20mA,但使振蕩器頻率保持在接近700Hz.為避免拉出直流電流，可以使用或模擬一個(gè)更高電壓的負(fù)阻半導(dǎo)體。本電路省掉了絕緣變壓器，而使用了電容C2和C3.用R11和R12代替圖1中的R1,有助降低注入大地的電流，以及由于700Hz振蕩器產(chǎn)生的音頻干擾。

圖2 電容電壓可達(dá)到45V，用R11和R12代替圖1中的R1,有助降低注入大地的電流，以及由于700Hz振蕩器產(chǎn)生的音頻干擾