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  • 1 # 華創電源設計工作室

    開關電源在開機時,由於電容電壓不能突變,因此會產生一個很大的充電電流。這個電流就是我們常說的輸入浪湧電流,它是在對濾波電容進行初始充電時產生的。這個浪湧電流雖然時間很短,但如果不加以抑制,會減短輸入電容和整流橋的壽命,還可能造成輸入電源電壓的降低,讓使用同一輸入電源的其他動力裝置瞬間掉電,對臨近裝置的正常工作產生干擾。

    熱敏電阻在浪湧電流抑制中的作用

    浪湧電流的抑制方法很多,一般中小功率電源中採用電阻限流的辦法抑制開機浪湧電流。我們以熱敏電阻NTC為例,講述熱敏電阻在浪湧電流抑制中的作用。

    NTC熱敏電阻,即負溫度係數熱敏電阻,其特性是電阻值隨著溫度的升高而呈非線性的下降。NTC在應用上一般分為測溫熱敏電阻和功率型熱敏電阻,用於抑制浪湧的NTC熱敏電阻指的就是功率型熱敏電阻器。在常溫時,NTC熱敏電阻具有較高的電阻值,即標稱零功率電阻值。當開關電源開機後,NTC熱敏電阻會迅速發熱、溫度升高,其電阻值會在毫秒級的時間內迅速下降到一個很小的級別,一般只有零點幾歐到幾歐的大小,相對於傳統的固定阻值限流電阻而言,這意味著電阻上的功耗因為阻值的下降隨之下降了幾十到上百倍,因此這種設計非常適合對轉換效率和節能有較高要求的開關電源產品。斷電後,NTC熱敏電阻隨著自身的冷卻,電阻值會逐漸恢復到標稱零功率電阻值,恢復時間需要幾十秒到幾分鐘不等。下一次啟動時,又按上述過程迴圈。

    NTC是以氧化錳等為主要原料製造的精細半導體電子陶瓷元件。電阻值隨溫度的變化呈現非線性變化,電阻值隨溫度升高而降低。利用這一特性,在電路的輸入端串聯一個負溫度係數熱敏電阻增加線路的阻抗,這樣就可以有效的抑制開機時產生的浪湧電壓形成的浪湧電流。當電路進入穩態工作時,由於線路中持續工作電流引起的NTC發熱,使得電阻器的電阻值變得很小,對線路造成的影響可以完全忽略。

    NTC的選擇公式:

    對上面的公式解釋如下:

    1. Rt 是熱敏電阻在T1溫度下的阻值;

    2. Rn是熱敏電阻在Tn常溫下的標稱阻值;

    3. B是材質引數;(常用範圍2000K~6000K)

    4. exp是以自然數 e 為底的指數( e =2.71828 );

    5. 這裡T1和Tn指的是K度即開爾文溫度,K度=273.15(絕對溫度)+攝氏度.

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