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交流電源中浪涌電流的控制電路

鉅大LARGE  |  點擊量:1339次  |  2020年06月17日  

采用墻上交流電壓工作的大功率電源都要使用大的輸入濾波電容。必須限制這些電容的浪涌電流,否則,電源就可能觸發交流斷路器,或者造成整流器、濾波扼流圈或pCB(印刷電路板)走線的損壞。本例中的電路是在電容的充電路徑中插入一個限流電阻。它可探測出電容何時充電到一個最小閾值電壓。然后,它使用一只TRIAC(三端交流開關)將電阻短路。監控電容電壓比監控輸入電流更好,從而防止在可能造成浪涌限流的工作中出現大的負載電流。


圖1,本電路使用一只負阻半導體,當濾波電容上的電壓達到32V時,構成一個700Hz振蕩器。


本電路用一只負阻半導體來探測濾波電容兩端的最小閾值電壓。負阻半導體以前也叫肖特基二極管,它是一種非對稱的晶閘管,正極為交替的p+與N-結構。在這個穿通二極管中,雪崩電流觸發一個無柵極晶閘管。單向晶閘管不同于意法半導體公司Trisil、Bourns公司的雙向TISp(晶閘管浪涌保護器),以及Littelfuse公司的SIDACtor(硅二極管交流)器件。晶閘管比較少見,但仍然可以找到有32V穿通電壓的DB3型管。這些器件可探測大于38V的電容電壓。你可以用pNp/NpN晶體管對或一只帶齊納二極管的小功率晶閘管,模擬一個任何電壓的負阻半導體。


當電容達到閾值電壓時,負阻半導體成為一個700Hz的振蕩器。通過一個變壓器或電容,就可以簡單地使這個交流信號穿過絕緣邊界。假如不能確定信號變壓器的絕緣規格,可以用電容做變壓器的耦合(圖1)。假如采用了可選電容C2和C3,則它們的額定電壓應大于800V.功率電阻R3限制浪涌電流,其額定功率應大于2W~10W.最好采用自帶熱熔絲的電阻。用ZCD(零交越探測器)使R3的短路事件與交流電流過零轉換同步。飛兆半導體公司的MOC3062M零交越光閘流管光耦就可以完成這一功能。


負阻半導體D1、電容C1、電阻R1以及變壓器T2構成了一個振蕩器。當E的值超過負阻半導體穿通電壓值時,該振蕩器開始工作。振蕩器供應了大于20mA的電流脈沖,足以觸發任何類型的TRIAC,消耗不到1.5mAdc.由于脈沖的頻率大約為700Hz,因此變壓器T2很小。電阻R2限制了通過負阻半導體D1的放電電流。假如變壓器有適當的直流電阻,則可以省掉R2.選擇TRIAC時要選擇柵極觸發電流低于20mA的型號。假如T1泄漏電感與交流電力線電感都不大,則也可以不要RS和CS構成的緩沖網絡。


電路可適用于45V以上的電容電壓(圖2)。由R4和R5構成的分壓器為負阻振蕩器供電。這個分壓器耗電為10mA~20mA,但使振蕩器頻率保持在接近700Hz.為防止拉出直流電流,可以使用或模擬一個更高電壓的負阻半導體。本電路省掉了絕緣變壓器,而使用了電容C2和C3.用R11和R12代替圖1中的R1,有助降低注入大地的電流,以及由于700Hz振蕩器出現的音頻干擾。


圖2電容電壓可達到45V,用R11和R12代替圖1中的R1,有助降低注入大地的電流,以及由于700Hz振蕩器出現的音頻干擾


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