一种改进型直流电源冲击电流抑制电路.pdf
《一种改进型直流电源冲击电流抑制电路.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种改进型直流电源冲击电流抑制电路.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、技术专栏TechnicalColumn一种改进型直流电源冲击电流抑制电路熊亚丽,王威12(1.成都新欣神风电子科技有限公司,成都6 117 31;2.西南交通大学电气工程学院,成都6 10 0 0 0)摘要:介绍了机载设备的供电适应性标准对启动冲击电流的要求,并对比了几种常用的启动冲击电流抑制方法的优缺点。提出并分析了一种控制MOS管DS两端电压来延迟开通MOS管的冲击电流抑制电路,该电路可避免MOS管长时间承受电应力而损坏,具有兼容性强、功耗低,可靠性高等优点。最后通过仿真软件和试验验证了该改进型冲击电流抑制电路的可行性。关键词:冲击电流,抑制电路,GJB181B中图分类号:TM931文献标
2、识码:A文章编号:10 0 4-7 2 0 4(2 0 2 3)0 6-0 0 6 6-0 6A New Inrush Current Suppression Circuit for DC Power SupplyXIONG Ya-1i,WANG Weil.2(1.Chengdu Xinxinshenfeng Electronic Technology Co.,Ltd.,Chengdu 611731;2.Southwest Jiaotong University,Chengdu 610000)Abstract:This paper introduces the requirements of
3、power supply adaptability standards for airborneequipment to start inrush current and compares several common start inrush current suppressioncircuits.On this basis,this paper proposes and analyzes a kind of inrush current suppression circuitwhich controls the voltage between drain to source of MOSF
4、ET to delay the opening of the MOSFET.Thiscircuit can avoid the MOSFET being damaged by electric stress for a long time,and has the advantagesof strong compatibility,low power consumption and high reliability.Finally,this paper verifies thefeasibility of this circuit through software simulation and
5、actual circuit.Key words:inrush current;suppression circuits,GJB 181B引言为了满足电磁兼容试验要求及电源的稳定性,用电设备输人端常常需要使用大容量储能器件。在电源设备开机瞬间,电容相当于短路状态,回路上会产生较大的启动冲击电流,该冲击电流过大会使保险丝过载熔断甚至触发供电电源的过流保护功能,进而可能影响同源其他用电设备的正常运行。因此,相关标准中规定了开机启动冲击电流的限值,如HB20326-2016以及GJB181B-2012中均要求开机瞬间冲击电流峰值不能超过其额定电流的五倍。实际应用中最常见的开机瞬间冲击电流抑制方法有:
6、在电源母线上串联负温度系数热敏限流电阻器(NegativeTemperatureCoefficient,NT C);在电源母线上串联功率电阻3;在母线上串联功率电感等。NTC电阻器的冲击电流抑制效果易受工作环境温度影响:低温时,NTC电阻值过大,启动时会造成源端供电电流过小,后级电子设备启动缓慢甚至可能无法启动;高温时,NTC电阻值过小,开机时无法精确抑制冲击电流。直接使用串联功率电阻或功率电感来抑制冲击电流,会造成回路上的损耗过大,仅适用于小功率场景。本文详细介绍了两种目前常用的基于MOS管延时导通特性的开机瞬间冲击电流抑制方法,针对其弊端提出66环境技术/Environmental Tec
7、hnologyT/技术专栏了一种改进型冲击电流抑制电路,该电路通过控制MOS管DS两端电压来延迟开通MOS管,对后级电容容量大小、是否带载启动等,均具有较强的兼容性,大大提高了冲击电流抑制电路的可靠性。1基于MOS管的冲击电流抑制方法文献5-6 中提到的利用MOS管延时导通特性抑制冲击电流的方法,文献1 中对该方法进行了优化,先采用功率电阻抑制冲击电流,后利用RC充电电路使MOS管延时开通特性将功率电阻旁路。下面逐一分析。1.1利用MOS管变阻区抑制冲击电流利用MOS管的变阻区抑制冲击电流的方法原理框图如图1所示。图1中,C1为MOS管栅极并联电容,R1、R2 为分压电阻,D1为钳位MOS管栅
8、极驱动电压的稳压二极管,C2为后级等效线间电容,Q1为串联在负线上的N沟道MOS管,R3为MOS管Q1的驱动电阻。开机瞬间,由于电容两端电压为零,电容相当于短路,输人电压Vin+通过电阻R1给电容C1充电,MOS管Q1驱动电压从OV缓慢上升,待C1两端电压达到MOS管Q1导通门槛电压时,MOS管Q1逐渐导通,输人电压通过MOS管的可变内阻对后端线间电容C2进行充电,从而限制启动冲击电流,抑制后的冲击电流峰值为Vin+/R,R为MOS管Q1的可变电阻。随着MOS管驱动电压持续上升,待完全导通后,MOS管的通态电阻极小,输人电压通过MOS管以极低的导通损耗给后级设备供电。该方法利用MOS管的可变电
9、阻特性对开机瞬间冲击电流进行抑制,反应速度极快,完全导通后MOS管的导通损耗极小,效率高。但该电路对MOS管参数选型要求很高,需要MOS管具有很宽的安全工作区。在后端线间电容C2充电的过程中,MOS管一直工作在安全工作区,特别是2 7 0 V电源系统需要选择6 50 V的高压MOS管,该类型管子的安全工作区很窄,反复上电时会使MOS管击穿损坏,影响系统正常工作。1.2MOS管并联功率电阻抑制冲击电流文献1 对上述利用MOS管的延时开通特性抑制冲击电流方法进行了优化,在MOS管的DS两端并联一个功率电阻,其电路图如图2 所示。图2 中R4为与MOS管并联的功率电阻。其工作原理如下:开机瞬间,MO
10、S管Q1未导通,输人电压Vin+通过功率电阻R4给后端线间电容C2充电,从而抑制开机瞬间冲击电流。此过程中输人电压Vin+通过电阻R1给电容C1充电,MOS管Q1的栅极电压即电容C1两端电压从OV缓慢上升,当该电压达到MOS管Q1的开启门槛电压时,MOS管将逐步导通,将电阻R4短路。MOS管的延迟开通时间由R1和C1取值确定。电容C2的充电公式为:Uc=U,*1-Exp(-t/T 2)Vin+R2Vin-图1基于MOS管变阻区的冲击电流抑制电路Vin+R1R2C1Vin-(1)Vout+R1C2R3C1D1R3D1Q1Vout-R4图2 MOS管并联功率电阻冲击电流抑制电TQ1Vout-Vou
11、t+C22023年6 月/June 2023 67技术专栏/TlechnicalColumn式中:Uc一线间电容C2两端电压;Us一输人直流电源电压;T2一线间电容C2充电时间常数,T2=R4*C2。MOS管导通之前,启动冲击电流峰值由R4电阻确定,进而计算R4的取值。R4=Us/lm式中:Im一要求的冲击电流限值,一般为稳态工作电流的5倍。按照式(1)可以计算出,经过5个T2时间常数,后端线间电容C2两端电压会被充至输人电压的99%。故C2两端电压充满所需的时间为5T2=5R4*C2。为了保障MOS管不工作在安全工作区,应使MOS管在后端线间电容C2被充满后才导通,MOS管栅极电容的充电公式
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 一种 改进型 直流电源 冲击 电流 抑制 电路
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【自信****多点】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【自信****多点】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。