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原创 【博客大赛】开关电源的冲击电流控制方法略谈

2013-6-6 13:43 1109 0 1 分类: 电源/新能源

       开关电源的输入一般有滤波器来减小电源反馈到输入的纹波,输入滤波器一般有电容和电感组成π形滤波器。由于电容器在瞬态时可以看成是短路的,当开关电源上电时,会产生非常大的冲击电流,冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多,如对冲击电流不加以限制,不但会烧坏保险丝,烧毁接插件,还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。冲击电流的大小由很多因素决定,如输入电压大小,输入电线阻抗,电源内部输入电感及等效阻抗,输入电容等效串连阻抗等。这些参数根据不同的电源系统和布局不同而不同,很难进行估算。

    之前的一个项目中,由于采用分布式电源通过28V输入给13个模块供电,每一个模块上面都是±12V供电,正12V电源采用TPS5430实现,Cout为3个68uf的极性电容,-12V电源采用LM2576-12实现,Cout为2200uF/50v电容。第一版的电路没有更多的设计调整和冲击电流限制考虑,导致系统在初次完全链接上电后直接导致供电电源输出保护,目测供电电源瞬间电流超过17A,而供电电源只能最大输出10A的电流导致输出保护。

     第一次采用的办法是采用负温度系数的热敏电阻,在电子市场购买的nptc,但是对于瞬态冲击电流来说,反应速度太慢,而部件功耗都太大,导致上电还是不能正常,只能并联,4路输出,而当在增加一路时,电源输出保护。并且正常工作时,ptc的功耗很大,几乎都不能接触,电路可靠性变差,此方案排除。

第二次采用在电源输入级增加电感,同时减少TPS5439的输出电容,然后利用电感的通直流组交流的特性,可以抑制瞬态电流冲击。这时可以挂接8路输出,在增加输出通道时还是导致电源保护。

第三次采用的是分时上电的方法,每三路为一组,采用继电器分时控制打开,这样冲击电流可以减少很多。同时还保留了电源输入级的电感,这样在上电后就不会有瞬时电流冲击现象了。

做电路设计,在电源方面要注意以下几点:

1.开关电源使用的bulk电容必须是低ESR的电容

2.电源输入输出增加滤波电容至少两个,容差相差100倍

3.IC的电源IO用LC滤波

4.在PCB板的开关电源输入最前端增加共模和差模电感

5.在电源输入端增加π型滤波。

 

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文章评论 1条评论)

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shaoqi_775110611 2015-1-31 16:40

谢谢。学习了。
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