通常在开关电源起动时,可能需要输入端的主电网提供短时的大电流脉冲,这种电流脉冲通常被称为“输入浪涌电流(inrush current)”。输入浪涌电流首先给主电网中的断路器(main circuit breaker)和其它熔断器的选择造成了麻烦:断路器一方面要保证在过载时熔断,起到保护作用;另一方面又必须在输入浪涌电流出现时不能熔断,避免误动作。其次,输入浪涌电流会产生输入电压波形塌陷,使供电质量变差,进而影响其它用电设备的工作。通常,输入浪涌电流没能引起系统工程师们在选择电源时足够的重视,从而可能导致系统在起动时的种种困难。PULS(普世)的研发人员开发了一种有效的方法来限制输入浪涌电流,并应用到该公司推出的DIMENSION概念型产品当中。这种方法有效地消除了输入浪涌电流,实现了开关电源无害的“软”启动。
出现输入浪涌电流的原因
现代的驱动系统、逆变器和开关电源等一般通过脉冲调制技术(PWM)来转换电能,其中的核心部件是直流/直流转换器。如图1所示的开关电源中,输入电压首先经过干扰滤波,再通过桥式整流器变成直流,然后通过一个很大的电解电容器进行波形平滑,之后才能进入真正的直流/直流转换器。输入浪涌电流就是在对这个电解电容器进行初始充电时产生的,它的大小取决于启动上电时输入电压的幅值以及由桥式整流器和电解电容所组成的回路的总电阻。如果恰好在交流输入电压的峰值点启动时,就会出现峰值输入浪涌电流。
图1 开关电源输入端简图