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《浪涌電流量測(cè)方式 - 造成系統(tǒng)毀損及耗能的浪涌電流》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、浪涌電流量測(cè)方式-造成系統(tǒng)毀損及耗能的浪涌電流星期六的下午陽(yáng)光透過(guò)房間的窗戶,光線折射在雪花窗欞,溫暖的金黃色的陽(yáng)光舒服地灑在臉上,躺在柔軟沙發(fā)上度過(guò)一個(gè)下午,許久沒(méi)有如此自在,突然遠(yuǎn)處的手機(jī)響起,還在思考要不要接時(shí),萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到來(lái)電顯示的是國(guó)外技術(shù)服務(wù)經(jīng)理,鐵定是急事,接聽下果然有大事不妙,我們的產(chǎn)品開機(jī)導(dǎo)致系統(tǒng)其它設(shè)備重新啟動(dòng)。左思右想一定是系統(tǒng)內(nèi)無(wú)熔絲開關(guān)容量過(guò)少,建議在安全規(guī)格內(nèi)加大無(wú)熔絲開關(guān)容量,問(wèn)題暫時(shí)解決了隔天進(jìn)入辦公室先量測(cè)一下產(chǎn)品的浪涌電流(inrushcurrent),果然如圖1不是理想,顯示瞬間浪涌電流是44安培,雖然inrushc
2、urrent沒(méi)有硬性國(guó)際規(guī)范限制,但終就需研究一下各家設(shè)計(jì),以及一些特定業(yè)別應(yīng)用的場(chǎng)地注意事項(xiàng)及限制在此分享給各位讀者。圖一:顯示瞬間浪涌電流為44安培何謂浪涌電流(inrushcurrent)浪涌電流(inrushcurrent)是一種電源啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的峰值電流(spikeofcurrent)。圖2是一種典型的直流對(duì)直流的電源系統(tǒng)。EMI濾波器輸入線路端包含了一些電容,同樣直流-直流轉(zhuǎn)換器在輸入和輸出端也含有電容,負(fù)載端有可能含有其它的附加電容及雜散電容。當(dāng)電源啟動(dòng)時(shí)電流對(duì)其電容充電的瞬時(shí)至穩(wěn)態(tài)電壓的電流即稱為浪涌電流(InrushCurrent)。在
3、電容器前端沒(méi)有連接任何阻尼時(shí)交流或者直流電網(wǎng)瞬間造成電容器類似短路效果當(dāng)然瞬間浪涌電流也會(huì)導(dǎo)致電容器的壽命減損。圖二:典型直流對(duì)直流的電源系統(tǒng)般電源器首重其保護(hù)裝置,電流保護(hù)組件即俗稱的保險(xiǎn)絲,在應(yīng)用上可細(xì)分為一次或多次型保險(xiǎn)絲(OneTimeorResettablefuse)。其工作原理乃是利用電流之焦耳定律:圖三:焦耳定律將電流轉(zhuǎn)換為熱量,此熱量則提供融斷保險(xiǎn)絲內(nèi)之金屬層能量使電路開路,進(jìn)而保護(hù)后端組件之安全性,一般小電流之保險(xiǎn)絲其瓶頸在于如何克服浪涌電流(InrushCurrent),為了避免開機(jī)之浪涌電流對(duì)保險(xiǎn)絲造成永久破壞,建議采用適當(dāng)?shù)碾娐?/p>
4、來(lái)降低浪涌電流(inrushcurrent)。據(jù)PC的電源為例,假設(shè)其功率為300瓦,效率為90%,如果沒(méi)有任何限制浪涌電流(InrushCurrent)的組件設(shè)計(jì)。那么輸入電流的路徑是電源110V經(jīng)過(guò)整流二極管再充電至電容,依電源110V當(dāng)輸入電壓在峰值的短暫時(shí)間。簡(jiǎn)單的用奧姆定律來(lái)說(shuō)I=V/R。V峰值=110*根號(hào)2=110*1.414=155.5V。R值為總網(wǎng)絡(luò)阻抗,包含整流二極管的動(dòng)態(tài)等效阻抗,電容的等效阻抗(ESR)。假設(shè)整流二極管的動(dòng)態(tài)等效阻抗大約是0.1奧姆來(lái)算,電容的等效阻抗(ESR)大約是2奧姆來(lái)算。于是I=V/R=155.5/(2+
5、0.1)=74A其瞬間浪涌電流為74A,假設(shè)其t=0.05secInrushcurrent=74A。你所使用的保險(xiǎn)絲需滿足下列焦耳公式:代入焦耳公式得到的答案等同0.037度,啟動(dòng)時(shí)瞬間耗電量約0.037度,相當(dāng)于連續(xù)使用12秒之電量,自然會(huì)減少產(chǎn)品的壽命。計(jì)算出來(lái)的值焦耳可以用查表如表1的方式來(lái)找到適合的保險(xiǎn)絲,為了滿足浪涌電流(inrushcurrent)的前題其值遠(yuǎn)超過(guò)穩(wěn)態(tài)電流(nominalcurrent),可能造成電源有異常時(shí)因選擇的保險(xiǎn)絲容值超過(guò)輸入穩(wěn)態(tài)電流(nominalcurrent)均值而無(wú)法實(shí)時(shí)切斷(Cut-off)電源,造成后端組
6、件之永久毀損。圖四:一般保險(xiǎn)絲容?選擇表(注1),注1:本表取自littlefuse產(chǎn)品官網(wǎng)(http://www.littelfuse.com/)浪涌電流波形(InrushCurrentWaveform)浪涌電流波形圖4是一個(gè)典型的浪涌電流(Inrushcurrent)波形。它有兩個(gè)尖峰。第一個(gè)浪涌尖端電流峰值是輸入電壓電源(inputvoltagesource)啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的。這個(gè)峰值電流流入EMI濾波器電容和直流-直流轉(zhuǎn)換器的輸入端電容,并被充電至穩(wěn)態(tài)值(steadystatevalue)。第二個(gè)是電流峰值是直流-直流轉(zhuǎn)換器啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的。這個(gè)峰值電
7、流通過(guò)直流-直流電源變壓器流入到輸出端電容器和所有負(fù)載電容,充電至穩(wěn)態(tài)值。圖五:典型的浪涌電流波形限制浪涌電流方式一般限制浪涌電流的方式有二種:第一種方式常使用于傳統(tǒng)限制浪涌電流,即被動(dòng)式限制浪涌電流(PassiveInrushLimiting)。本方法就是在電容前面串聯(lián)一系列組件。如圖5前端的示意圖。串聯(lián)熱敏電阻R1將限制輸入電流,直至輸入電容被充滿。隨后繼電器S1閉合,使電流全部流向下級(jí)直流-直流轉(zhuǎn)換器。繼電器線圈能用28V輸入電壓驅(qū)動(dòng),因此它將在一定程度上實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制。因熱敏電阻(Thermistor)類似RTD,它們都是電阻,熱敏電阻的電阻隨著
8、溫度升高而降低如圖6是標(biāo)準(zhǔn)的熱敏電阻溫度曲線。故于高溫時(shí)因其內(nèi)阻降低對(duì)浪涌電流的抑止效果驟降,