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可控的開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路應(yīng)用設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間:2017-11-09 責(zé)任編輯:lina

【導(dǎo)讀】軟啟動(dòng)與浪涌抑制完全不同,盡管這兩種功能是互補(bǔ)的。兩種動(dòng)作都能在剛通電期間減小進(jìn)入開關(guān)電源浪涌電流。然而不同的是,浪涌抑制直接對(duì)進(jìn)入輸入電容的電流進(jìn)行限制,而軟啟動(dòng)則通過作用于變換器控制電路使負(fù)載逐漸增大,這通常是通過增加脈沖寬度來實(shí)現(xiàn)的。



     
這種漸進(jìn)式啟動(dòng)不僅減小了輸出電容和變換器部件上的浪涌電流應(yīng)力,也減輕了在推挽式和橋式電路中變壓 器“雙倍磁通效應(yīng)”(flux doubling)的問題。   

    開關(guān)電源中,一般的做法是直流把交流輸入電源連接到整流器,并通過了一個(gè)低阻抗噪聲濾波器連接一個(gè)大的儲(chǔ)能或?yàn)V波電容。為了避免在剛通電時(shí)出現(xiàn)大的浪涌電流,通常要提供浪涌控制電路。在大功率的系統(tǒng)中,經(jīng)常由一個(gè)串聯(lián)電阻組成浪涌抑制,在輸入電容完全充電后,用雙向三極晶閘管、SRC或繼電器把該串聯(lián)電阻短路。 
    

    為了允許輸入電容在啟動(dòng)期間能完全充電,有必要推遲功率變換器的啟動(dòng),這樣輸入電容在充滿電之后,功率變換器才從輸入電容取得電流。如果電容還未充滿電,當(dāng)浪涌控制晶閘管或雙向三極晶閘管把浪涌抑制串聯(lián)電阻旁路的時(shí)候,將會(huì)出現(xiàn)電流浪涌。此外,如果允許變換器以最大脈寬啟動(dòng),將會(huì)有大的電流浪涌進(jìn)入輸出電容和電感,導(dǎo)致輸出電壓過沖,這是由輸出電感的大電流和可能的主變壓器的飽和效應(yīng)導(dǎo)致的。 
    

    為了解決這些啟動(dòng)問題,通常要用控制電路提供啟動(dòng)延時(shí)和軟啟動(dòng)程序。這將使變換器的初始接通延時(shí),并允許輸入電容完全充電。延時(shí)之后,軟啟動(dòng)控制電路必須使變換器從零啟動(dòng)然后緩慢增加輸出電壓。這樣才能使變壓器和輸出電感形成正常工作狀態(tài),防止推挽電路中的“雙倍磁通效應(yīng)”。由于輸出電壓的形成比較慢,所以副邊電感的電流浪涌減小,輸出電壓過沖的趨勢(shì)減弱。 
軟啟動(dòng)電路     典型的軟啟動(dòng)電路如圖1.9.1所示,運(yùn)行情況如下。     

    當(dāng)首次接上開關(guān)電源時(shí),C1將放電。10V開關(guān)電源線上逐漸增大的電壓將使放大器A1反相輸入端為正,禁止脈寬調(diào)制器的輸出。晶體管Q1將通過R2導(dǎo)通,保持C1放電狀態(tài)直到送到變換器電路的300V直流線上形成的電壓超過200V。 
   

    此時(shí)ZD1將開始導(dǎo)通,而Q1將關(guān)斷。C1將通過R3充電,使A1的反相輸入端電壓拉向零狀,并允許脈寬調(diào)制器的輸出向驅(qū)動(dòng)電路提供逐漸增大寬度的脈 沖,直到形成所需的輸出電壓。 
  當(dāng)正確的輸出電壓建立后,放大器A2控制了放大器A1反相輸入端的電壓。C1將繼續(xù)通過R3充電,使二極管D2反向偏置并使C1不再受調(diào)制器的影響。當(dāng) 開關(guān)電源關(guān)斷后,C1將很快地通過D3放電,為下一次的啟動(dòng)動(dòng)作重新設(shè)置C1.在輸入電壓較高時(shí),D1可防止Q1被大于正向二極管壓降的電壓反向偏置。

     圖1.9.1 工作周期可控的開關(guān)電源軟啟動(dòng)電路     此電路不僅提供接通延時(shí)和軟啟動(dòng),而且提供了低壓禁止作用,防止變壓器在供電電壓完全建立前啟動(dòng)。     這一基本原理可能有很多的變化。圖1.9.2所示為一個(gè)應(yīng)用于圖1.8.2中晶體管啟動(dòng)電路的軟啟動(dòng)系統(tǒng)。此例中,直到輔助電容C3已充電和Q1關(guān)斷時(shí),ZD2的輸入才變高,軟啟動(dòng)才開始。因此,在本電路中,在軟啟動(dòng)能夠開始之前 開關(guān)電源電壓和輔助電源電壓必須能夠正確地建立起來。這將保證變換器在正確的控制狀況下啟動(dòng)。


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