基于开关电源设计中浪涌抑制模块的方案拾遗
有人提出一种无限流电阻的上电浪涌电流抑制电路如图7(a)所示,其上电电流波形如图7(b)所示,其思路是将电路设计成线形恒流电路。实际电路会由于两极放大的高增益而出现自激振荡现象,但不影响电路工作。从原理上讲,这种电路是可行的,但在使用时则有如下问题难以解决:如220V输入的400W开关电源的上电电流至少需要达到4A,如上电时刚好是电网电压峰值,则电路将承受4×220×=1248W的功率。不仅远超出IRF840的125W额定耗散功率,也远超出IRFP450及IRFP460的150W额定耗散功率,即使是APT的线性MOSFET也只有 450W的额定耗散功率。因此,如采用IRF840或IRFP450的结果是,MOSFET仅能承受有限次数的上电过程便可能被热击穿,而且从成本上看,IRF840的价格可以接受,而IRFP450及IRFP460则难以接受,APT的线性MOSFET更不可能接受。
图7 一种上电浪涌电流抑制电路
欲真正实现无限流电阻的上电浪涌电流抑制模块,需解决功率器件在上电过程的功率损耗问题。作者推出的另一种上电浪涌电流抑制模块的基本思想是,使功率器件工作在开关状态,从而解决了功率器件上电过程中的高功率损耗问题,而且电路简单。电路如图8(a)和图 8(b)所示,上电电流波形如图8(c)所示。
图8 新型上电浪涌电流抑制电路
测试结果
A模块在400W开关电源中应用时,外壳温升不大于40℃,允许间隔20ms的频繁重复上电,最大峰值电流不大于20A,外形尺寸25mm×20mm×11mm或35mm×25mm×11mm。B模块和C模块用于800W的额定温升不大于40℃,重复上电时间间隔不限,上电峰值电流为正常工作时峰值电流的3~5倍,外形尺寸35mm×30mm×11mm或者50mm×30mm×12mm。模块的铝基板面贴在散热器上,模块温度不高于散热器5℃。
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