可控的開關(guān)電源軟啟動電路應(yīng)用設(shè)計
軟啟動與浪涌抑制完全不同，盡管這兩種功能是互補(bǔ)的。兩種動作都能在剛通電期間減小進(jìn)入開關(guān)電源浪涌電流。然而不同的是，浪涌抑制直接對進(jìn)入輸入電容的電流進(jìn)行限制，而軟啟動則通過作用于變換器控制電路使負(fù)載逐漸增大，這通常是通過增加脈沖寬度來實現(xiàn)的。這種漸進(jìn)式啟動不僅減小了輸出電容和變換器部件上的浪涌電流應(yīng)力，也減輕了在推挽式和橋式電路中變壓 器“雙倍磁通效應(yīng)”（flux doubling)的問題。
開關(guān)電源中，一般的做法是直流把交流輸入電源連接到整流器，并通過了一個低阻抗噪聲濾波器連接一個大的儲能或濾波電容。為了避免在剛通電時出現(xiàn)大的浪涌電流，通常要提供浪涌控制電路。在大功率的系統(tǒng)中，經(jīng)常由一個串聯(lián)電阻組成浪涌抑制，在輸入電容完全充電后，用雙向三極晶閘管、SRC或繼電器把該串聯(lián)電阻短路。
為了允許輸入電容在啟動期間能完全充電，有必要推遲功率變換器的啟動，這樣輸入電容在充滿電之后，功率變換器才從輸入電容取得電流。如果電容還未充滿電，當(dāng)浪涌控制晶閘管或雙向三極晶閘管把浪涌抑制串聯(lián)電阻旁路的時候，將會出現(xiàn)電流浪涌。此外，如果允許變換器以最大脈寬啟動，將會有大的電流浪涌進(jìn)入輸出電容和電感，導(dǎo)致輸出電壓過沖，這是由輸出電感的大電流和可能的主變壓器的飽和效應(yīng)導(dǎo)致的。
為了解決這些啟動問題，通常要用控制電路提供啟動延時和軟啟動程序。這將使變換器的初始接通延時，并允許輸入電容完全充電。延時之后，軟啟動控制電路必須使變換器從零啟動然后緩慢增加輸出電壓。這樣才能使變壓器和輸出電感形成正常工作狀態(tài)，防止推挽電路中的“雙倍磁通效應(yīng)”。由于輸出電壓的形成比較慢，所以副邊電感的電流浪涌減小，輸出電壓過沖的趨勢減弱。軟啟動電路典型的軟啟動電路如圖1.9.1所示，運行情況如下。
當(dāng)首次接上開關(guān)電源時，C1將放電。10V開關(guān)電源線上逐漸增大的電壓將使放大器A1反相輸入端為正，禁止脈寬調(diào)制器的輸出。晶體管Q1將通過R2導(dǎo)通，保持C1放電狀態(tài)直到送到變換器電路的300V直流線上形成的電壓超過200V。
此時ZD1將開始導(dǎo)通，而Q1將關(guān)斷。C1將通過R3充電，使A1的反相輸入端電壓拉向零狀，并允許脈寬調(diào)制器的輸出向驅(qū)動電路提供逐漸增大寬度的脈 沖，直到形成所需的輸出電壓。 當(dāng)正確的輸出電壓建立后，放大器A2控制了放大器A1反相輸入端的電壓。C1將繼續(xù)通過R3充電，使二極管D2反向偏置并使C1不再受調(diào)制器的影響。當(dāng) 開關(guān)電源關(guān)斷后，C1將很快地通過D3放電，為下一次的啟動動作重新設(shè)置C1.在輸入電壓較高時，D1可防止Q1被大于正向二極管壓降的電壓反向偏置。
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為了允許輸入電容在啟動期間能完全充電，有必要推遲功率變換器的啟動，這樣輸入電容在充滿電之后，功率變換器才從輸入電容取得電流。如果電容還未充滿電，當(dāng)浪涌控制晶閘管或雙向三極晶閘管把浪涌抑制串聯(lián)電阻旁路的時候，將會出現(xiàn)電流浪涌。此外，如果允許變換器以最大脈寬啟動，將會有大的電流浪涌進(jìn)入輸出電容和電感，導(dǎo)致輸出電壓過沖，這是由輸出電感的大電流和可能的主變壓器的飽和效應(yīng)導(dǎo)致的。
為了解決這些啟動問題，通常要用控制電路提供啟動延時和軟啟動程序。這將使變換器的初始接通延時，并允許輸入電容完全充電。延時之后，軟啟動控制電路必須使變換器從零啟動然后緩慢增加輸出電壓。這樣才能使變壓器和輸出電感形成正常工作狀態(tài)，防止推挽電路中的“雙倍磁通效應(yīng)”。由于輸出電壓的形成比較慢，所以副邊電感的電流浪涌減小，輸出電壓過沖的趨勢減弱。軟啟動電路典型的軟啟動電路如圖1.9.1所示，運行情況如下。
當(dāng)首次接上開關(guān)電源時，C1將放電。10V開關(guān)電源線上逐漸增大的電壓將使放大器A1反相輸入端為正，禁止脈寬調(diào)制器的輸出。晶體管Q1將通過R2導(dǎo)通，保持C1放電狀態(tài)直到送到變換器電路的300V直流線上形成的電壓超過200V。
此時ZD1將開始導(dǎo)通，而Q1將關(guān)斷。C1將通過R3充電，使A1的反相輸入端電壓拉向零狀，并允許脈寬調(diào)制器的輸出向驅(qū)動電路提供逐漸增大寬度的脈 沖，直到形成所需的輸出電壓。 當(dāng)正確的輸出電壓建立后，放大器A2控制了放大器A1反相輸入端的電壓。C1將繼續(xù)通過R3充電，使二極管D2反向偏置并使C1不再受調(diào)制器的影響。當(dāng) 開關(guān)電源關(guān)斷后，C1將很快地通過D3放電，為下一次的啟動動作重新設(shè)置C1.在輸入電壓較高時，D1可防止Q1被大于正向二極管壓降的電壓反向偏置。
圖1.9.1 工作周期可控的開關(guān)電源軟啟動電路此電路不僅提供接通延時和軟啟動，而且提供了低壓禁止作用，防止變壓器在供電電壓完全建立前啟動。這一基本原理可能有很多的變化。圖1.9.2所示為一個應(yīng)用于圖1.8.2中晶體管啟動電路的軟啟動系統(tǒng)。此例中，直到輔助電容C3已充電和Q1關(guān)斷時，ZD2的輸入才變高，軟啟動才開始。因此，在本電路中，在軟啟動能夠開始之前 開關(guān)電源電壓和輔助電源電壓必須能夠正確地建立起來。這將保證變換器在正確的控制狀況下啟動。
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