抑制電路

　　開(kāi)關(guān)電源一般采用電容輸入型回路，在起動(dòng)的瞬間，交流輸入電壓通過(guò)整流器對(duì)電容器進(jìn)行充電。由于電容器的等效串聯(lián)阻抗很小，并且通常采用多個(gè)電容器并聯(lián)使用，使得其阻抗更小;因此起動(dòng)沖擊電流很大。為了對(duì)輸入回路的斷路器、輸入熔斷器、整流器等進(jìn)行保護(hù)，同時(shí)減小對(duì)其它電子設(shè)備的不良影響，需要在起動(dòng)時(shí)設(shè)置沖擊電流抑制電路。

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　　圖2　起動(dòng)電流抑制電路

　　在交流輸入為網(wǎng)高壓、相位為900時(shí)，沖擊電流出現(xiàn)最大值。應(yīng)把沖擊電流抑制在多大范圍內(nèi)，并無(wú)具體規(guī)定。因此主要應(yīng)視具體情況來(lái)選擇電路參數(shù)。沖擊電流抑制回路如圖2(a)所示，其中，R為接入的沖擊電流抑制電阻，Relay為繼電器的常開(kāi)點(diǎn)。起動(dòng)時(shí)，由于起動(dòng)電阻串接在輸入回路中，可把沖擊電流限制到我們所希望的范圍內(nèi)。當(dāng)電容器充有足夠的電壓、認(rèn)為起動(dòng)過(guò)程可以結(jié)束時(shí)，通過(guò)繼電器Relay將電阻R旁路(短接)，電路正常工作。本設(shè)計(jì)中，最大輸入電壓為264伏。等效負(fù)載電阻為：

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　　若接入的電阻，則可把起動(dòng)電流限制到負(fù)載電流的水平，則起動(dòng)過(guò)程是相當(dāng)安全的。但由于調(diào)節(jié)器的輸入電容較大(6000uF)，則輸入電容結(jié)束充電的時(shí)間長(zhǎng)，一般為(3~5)RC，取4RC=1.3秒，加上繼電器控制電路的延時(shí);則起動(dòng)電阻的實(shí)際投入時(shí)間會(huì)超過(guò)2秒，若起動(dòng)過(guò)程的平均電流為4安，則 電阻的功耗峰值為848W，2秒的起動(dòng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生1600焦耳以上的熱量。因此要選擇功耗很大的電阻器，尺寸也會(huì)很大，這是令人難以接受的，也是不現(xiàn)實(shí)的。為此，應(yīng)選擇阻值更大的電阻器，而阻值加大，結(jié)束起動(dòng)過(guò)程隨之延長(zhǎng)，仍難令人滿意。因止在抑制電阻回路中再串入一個(gè)負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻NTCR，見(jiàn)圖2(b)。一方面，在起動(dòng)過(guò)程剛開(kāi)始時(shí)，電路有較強(qiáng)的抑流能力;另一方面，隨著起動(dòng)過(guò)程的進(jìn)行，負(fù)溫度系數(shù)電阻的阻值下降，使電容器的充電電流又不至于太小，起動(dòng)過(guò)程不至過(guò)長(zhǎng)。

　　3.3 開(kāi)關(guān)浪涌吸收保護(hù)電路

　　本應(yīng)用中的開(kāi)關(guān)元件選擇為IGBT模塊。IGBT是一種電壓控制的大功率高速可自關(guān)斷的電力電子元件。它屬于復(fù)合型器件，由MOSFET和晶體管構(gòu)成達(dá)林頓結(jié)構(gòu)。IGBT與其它功率開(kāi)關(guān)一樣，在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，由于主回路電流的急劇下降，主回路存在的寄生電感將會(huì)引起很高的集源電壓，稱為開(kāi)關(guān)浪涌電壓。開(kāi)關(guān)浪涌電壓的峰值很高，可達(dá)常態(tài)電壓的兩倍。這樣高的浪涌電壓就可能使IGBT超過(guò)其安全工作區(qū)，導(dǎo)致 IGBT損壞，另外它也是產(chǎn)生噪聲的一個(gè)原因。

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　　圖3　吸收電路原理圖

　　抑制浪涌電壓的有效措施是采用吸收電路，電路如圖3所示。吸收電路的原理是：當(dāng)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)，蓄積在寄生電感中的能量通過(guò)開(kāi)關(guān)的寄生電容(圖中未畫(huà)出)充電，開(kāi)關(guān)電壓上升;當(dāng)此電壓上升到吸收電容C的電壓與輸出電壓之和時(shí)，吸收二極管導(dǎo)通。由于電容器的電壓不能突變，因此開(kāi)關(guān)的電壓上升率被限制。