DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

时间:2023-03-16作者:佚名

  1、长短针法

  图1所示电路为长短针法冲击电流限制电路,在DC/DC电源板插入时,长针接触,输入电容C1通过电阻R1充电,当电源板完全插入时,电阻R1被断针短路。C1代表DC/DC电源的所有电容量。

DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

  图1. 长短针法冲击电流限制电路

  这种方法的缺陷是插入的速度不能控制,如插入速度过快,电容C1还没充满电时,短针就已经接触,冲击电流的限制效果就不好。

  也可用热敏电阻法来限制冲击电流,但由于DC/DC电源的输入电压较低,输入电流较大,在热敏电阻上的功耗也较大,一般不用此方法。

  2、有源冲击电流限制法

  2.1 利用MOS管限制冲击电流

  利用MOS管控制冲击电流可以克服无源限制法的缺陷。MOS管有导通阻抗Rds_on低和驱动简单的特点,在周围加上少量元器件就可以做成冲击电流限制电路。

  MOS管是电压控制器件,其极间电容等效电路如图2所示。

DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

  图2. 带外接电容C2的N型MOS管极间电容等效电路

  MOS管的极间电容栅漏电容Cgd、栅源电容Cgs、漏源电容Cds可以由以下公式确定:

DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

  公式中MOS管的反馈电容Crss,输入电容Ciss和输出电容Coss的数值在MOS管的手册上可以查到。

  电容充放电快慢决定MOS管开通和关断的快慢,为确保MOS管状态间转换是线性的和可预知的,外接电容C2并联在Cgd上,如果外接电容C2比MOS管内部栅漏电容Cgd大很多,就会减小MOS管内部非线性栅漏电容Cgd在状态间转换时的作用。

  外接电容C2被用来作为积分器对MOS管的开关特性进行精确控制。控制了漏极电压线性度就能精确控制冲击电流。

  电路描述:

  图3所示为基于MOS管的自启动有源冲击电流限制法电路。MOS管 Q1放在DC/DC电源模块的负电压输入端,在上电瞬间,DC/DC电源模块的第1脚电平和第4脚一样,然后控制电路按一定的速率将它降到负电压,电压下降的速度由时间常数C2*R2决定,这个斜率决定了最大冲击电流。

DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

   图3. 有源冲击电流限制法电路

  D1用来限制MOS管 Q1的栅源电压。元器件R1,C1和D2用来保证MOS管Q1在刚上电时保持关断状态。

  上电后,MOS管的栅极电压要慢慢上升,当栅源电压Vgs高到一定程度后,二极管D2导通,这样所有的电荷都给电容C1以时间常数R1×C1充电,栅源电压Vgs以相同的速度上升,直到MOS管Q1导通产生冲击电流。

  其中Vth为MOS管Q1的最小门槛电压,VD2为二极管D2的正向导通压降,Vplt为产生Iinrush冲击电流时的栅源电压。Vplt可以在MOS管供应商所提供的产品资料里找到。

  MOS管选择

  以下参数对于有源冲击电流限制电路的MOS管选择非常重要:

  漏极击穿电压 Vds

  必须选择Vds比最大输入电压Vmax和最大输入瞬态电压还要高的MOS管,对于通讯系统中用的MOS管,一般选择Vds≥100V.

  栅源电压Vgs

  稳压管D1是用来保护MOS管Q1的栅极以防止其过压击穿,显然MOS管Q1的栅源电压Vgs必须高于稳压管D1的最大反向击穿电压。一般MOS管的栅源电压Vgs为20V,推荐12V的稳压二极管。

  其中Pout为DC/DC电源的最大输出功率,Vmin为最小输入电压,η为DC/DC电源在输入电压为Vmin输出功率为Pout时的效率。η可以在DC/DC电源供应商所提供的数据手册里查到。MOS管的Rds_on必须很小,它所引起的压降和输入电压相比才可以忽略。

DC/DC开关电源的冲击电流限制方法

相关阅读

专家教你6个绝招——帮你快速解决漏电保护器跳闸问题

漏电保护器,简称漏电开关,又叫漏电断路器,主要是用来在设备发生漏电故障时以及对有致命危险的人身触电保护,具有过载和短路保护功能,可用来保护线路或电动机的过载和短路...
2023-06-11

一个简单的数字电源电路图

这是一个简单的数字电源电路图,可以以相当小的步长获得 1.25V 至 15.19V 的可变直流电压。通过按升、降开关可以减小升、降电压的档次,并采用LED指示灯显示输出电压的高低。您可以...
2023-08-10
一个简单的数字电源电路图

作为一名老电工,我不建议年轻人从事电工工作​

在工厂的角落里,常常能看到一位忙碌的身影,他就是有着多年经验的老电工李师傅。岁月在他的脸上刻下了痕迹,但他的眼神中依然闪烁着对这份职业的热爱与执着。然而,当谈到年轻人轻...
2024-08-31
作为一名老电工,我不建议年轻人从事电工工作​

DCDC电路设计方案:3.6V稳压输出为2.5V

如何将3.6V进行稳压输出2.5V?根据作用不同,可有不同的设计方案,电路一点通分几种情况进行说明。 (1)想要将3.6V的电压稳压输出2.5V作为基准源使用,比如作为比较器的基准、AD采...
2023-06-14
DCDC电路设计方案:3.6V稳压输出为2.5V

看复杂的电气图纸为什么很吃力?那是你的方法不对

电气图纸就是电气设计的核心,对于后期的成套、PLC程序、人机界面、设备安装和运行维护都是紧密相关的!面对一整套电气图纸,我们如何才能快速看懂其中的设计原理、产品选型和...
2023-06-11
看复杂的电气图纸为什么很吃力?那是你的方法不对

热销商品

德国进口雅马哈风力灭火机大功率手提森林灭火器落叶工地吹雪机汽

德国进口雅马哈风力灭火机是一款高效、可靠的森林灭火和清理设备。它拥有大功率风机,能够迅速吹散落叶、杂草和积雪,有效清理工地和森林地面。这款灭火机采用先进技...
¥ 692.5

3M自粘橡胶条高硬度耐压实心幕墙玻璃舞台搭建货架专用减震密封条

3M自粘橡胶条是一款专为高要求工业及建筑场景设计的高性能密封减震材料,采用高硬度实心橡胶材质,具备优异的耐压性、抗老化性和持久弹性。其独特的自粘背胶设计,安装...
¥ 1.6

公牛官方旗舰店开关插座空调16A插座五孔10A面板暗装多孔G12白灰

公牛官方旗舰店提供一系列高质量的开关插座和空调配件。这款16A插座五孔面板采用暗装设计,适用于多种安装环境,如墙面、天花板等。它具有10A的电流容量,可以满足家庭...
¥ 5.55

电位器旋钮电流调节螺帽直流逆变电焊机二保焊送丝机通用旋钮B102

电位器旋钮电流调节螺帽适用于直流逆变电焊机和二保焊送丝机,是一款通用的旋钮B102。该旋钮采用优质材料制造,具有耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特点,能够长时间稳定运行...
¥ 0.7

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店

西门子开关插座无框皓彩米绒白亚光二三插USB10A五孔一开旗舰店,作为西门子品牌的专卖店,提供了一系列高品质、设计新颖的家居电气产品。这里销售的开关插座采用无框...
¥ 8.77

网站栏目