開關電源開發過程中產生浪涌電流的原因

在各種過去和現在常用的電源中，開關電源是很普及的，一般可以滿足任何設計要求。這種電源很經濟，但在工業設計中也存在一些問題。這就是很多開關電源(特別是大功率開關電源)，都存在一個固有的缺點：在加電瞬間要汲取一個較大的電流。這個浪涌電流可能達到電源靜態工作電流的1O倍～100倍。由此，至少有可能產生兩個方面的問題。第一，如果直流電源不能供給足夠的啟動電流，開關電源可能進入一種鎖定狀態而無法啟動;第二，這種浪涌電流可能造成輸入電源電壓的降低，足以引起使用同一輸入電源的其它動力設備瞬間掉電。

傳統的輸入浪涌電流限制方法是串聯負溫度系數熱敏限流電阻器(NTC)，然而這種簡單的方法具有很多缺點：如NTC電阻器的限流效果受環境溫度影響較大、限流效果在短暫的輸入主電網中斷(約幾百毫秒數量級)時只能部分地達到、NTC電阻器的功率損耗降低了開關電源的轉換效率……。其實上面提出的這兩個問題可以通過一個“軟啟動電路”來解決，下面詳細介紹之。

1 開關電源浪涌電流產生的原因

開關電源的輸入電路大都采用電容濾波型整流電路，在進線電源合閘瞬間，由于電容器上的初始電壓為零，電容器充電瞬間會形成很大的浪涌電流，特別是大功率開關電源，采用容量較大的濾波電容器，使浪涌電流達100A以上。在電源接通瞬間如此大的浪涌電流，重者往往會導致輸入熔斷器燒斷或合閘開關的觸點燒壞，整流橋過流損壞;輕者也會使空氣開關合不上閘。上述現象均會造成開關電源無法正常工作，為此幾乎所有的開關電源都設置了防止流涌電流的軟啟動電路，以保證二手機器人電源正常而可靠運行。

2 軟啟動電路電氣工作原理

如果采用“軟啟動電路”來消除開關電源啟動時的浪涌電流，可以很好地避免上述傳統浪涌電流限制方法的缺點。通過“軟啟動”來控制開關電源的啟動以消除浪涌電流，包含這樣兩條設計原則：即在加電瞬間除去負載、同時限制有用的電流。如果不驅動負載，開關電源啟動時一般電流很小。在很多情況下，啟動電流實際有可能要比利用這種方法保持的穩態工作電流小。