浪涌电流和启动电流的区别(启动浪涌电流抑制电路)

在脱线变换器启动期间，因对大容量电容器充电会产生一个大电流。

这个大电流比系统正常电流大几倍乃至几十倍(即所谓浪涌电流)，而这可能使AC线路的电压降落，从而影响连接在同一AC线路上的所有设备的运行，有时会烧断保险丝和整流二极管等元件。

因此，必须对其加以限制。

限制浪涌电流的最简单方法是在系统AC线路输入端串联一只NTC热敏电阻。

由于在冷启动时，NTC热敏电阻呈现高阻抗，因而将使涌入电流得到限制。

而当电流的热效应使NTC热敏元件的温度升高，NTC阻值急剧下降时，对系统的电流限制作用会较小。

同时，由于NTC热敏电阻在热态下的阻抗并不是零，故会产生功率损耗，从而影响系统的运行效率。

还有一个问题是NTC热敏电阻在热态下重新启动时，对浪涌电流起不到限制作用。

为此，可在系统启动之后，利用SCR等元件将NTC热敏元件短路。

1基于HCRB的电流限制器STIL02

在传统浪涌电流限制电路中，HCRB被认为是较为先进的一种电路，其基本结构如图1所示。

HCRB电路是在桥式整流器上部二极管D1、D2和限流电阻(Rinrush)之间并接两个SCRS(SCR1和CSR2)，以组成SCR／二极管混合桥路，从而在系统(PFC升压预变换器)启动期间使浪涌电流通过D1、D2和Rinrush并被Rinrush(NTC)限制。

当大容量电容器完全充电后，AC电流通过触发的SCR1、SCR2和D3、D4整流而将D1、D2和Rinrush短路。

基于HCRB电路，ST公司利用专门的ASDTM工艺研制出新型浪涌电流限制器件STIL02。

该器件内置两个非灵敏单向开关和驱动器电路，如图2所示。

这种采用5引脚小型单列直插式(PENTAWATTHV2)封装的器件，在使用时可将脚L(1)连接到AC线路的火线上，脚N(5)连接AC线路的地线上。

而它的其余3个引脚中，OUT(3)为输出端，PT1(2)和PT2(4)为触发输入端。

STIL02的重复正向和反向截止电压达700V，输出平均电流Iout(AV)为2A，具有dV／dt＞500V／μs的高抗扰性能和较小的功率损耗。

与HCRB电路比较，STIL02解决了功率损耗与抗扰性之间的矛盾。

众所周知：SCR分为灵敏和非灵敏两类。

如果HCRB中SCR采用灵敏型器件(触发电流小于100μA)，尽管其反向漏电流和反向损耗都很小，但实际上还是不可行。

原因是其抗扰性太差，dV／dt仅约10V／μs(加进阻尼电路也只有约100V／μs)，而系统启动时在前端产生的窄振荡脉冲电压上升速率dV／dt通常将近300V／μs。

如果HCRB中的SCR采用非灵敏器件(触发电流为几个mA)，虽然dV／dt可达200V／μs(附加阻尼电路将近400V／μs)，但其反向漏电流和反向损耗比灵敏型SCR约高100倍。

而STIL02的功率损耗与灵敏SCR相同，但抗扰性是所有类型的SCR都不能比拟的(其dV／dt可达1000V／μs以上)。

2应用电路及工作原理

SITL02应用在PFC升压变换器前端的连接电路如图3所示。

当该电路在室温下冷启动时，STIL02中的两个单向开关是断开的，浪涌电流通过桥式整流二极管和涌入电流限制电阻R4(NTC)对PFC输出电容C7充电。

一旦PFC变换器导通，那么由升压电感器的次级绕组(n2)、二极管D1和D2、电阻R3及电容C1、C2、C3组成的辅助电源(实际上作为STIL02的驱动电路使用)将会提供足够的能量，以驱动STIL02的两个开关以使其导通，从而使AC电流通过两个开关和桥式整流器下的两只二极管整流。

如果AC线路脱落，输入电流突然消失，电容器C3不再充电，其电压降低。

一旦STIL02脚PT1和PT2上的输入驱动电流低于触发电流门限电平，内部两个单向开关就会断开。

而当AC线路恢复输入时，对C3充电的涌入电流将通过R4(NTC)被限制。

启动浪涌电流抑制电路

如果是220V的开关电源，一般都是选择10R以下的电阻，常用的NT-5D-11或者13都可以。

开机时，电容相当于短路，也就是整流后的310V短路，所以电流非常大，多几次就会把整流桥烧坏，所以要加热敏电阻。

你先看所选的整流桥能承受的冲击电流是多大，用你的输入电压峰值去除你的输入回路阻抗（包括NTC，滤波器，桥堆压降），就得到浪涌电流值，看看是不是符合指标？然后就可以算出选多大阻值的热敏电阻了，其次是选定热敏电阻阻值后看你电源额定电流是多大，选大于额定电流的热敏电阻就OK了，5D-11就是5欧姆的，直径11mm。

另外要注意NTC容许的最大电解电容（桥堆后的电容）值，否则NTC可能在频繁启动时损坏。

应该用多大直径的呢？这就要看生产厂商提供的相关技术资料了，主要与输入交流电压高低和整流桥后面挂了多少电解电容有关。

比如，EPCOS(西门子)的产品，直径为15毫米，当输入电压AC220V时，整流桥后面最多可挂电容为750微法。

电压加一倍，最大电容量除以4；电压减一半，最大电容量乘以4。

此外还要考虑环境温度，要适当放大NTC的电流容量。