1、長(zhǎng)短針?lè)?br>
圖1所示電路為長(zhǎng)短針?lè)_擊電流限制電路,在dc/dc電源板插入時(shí),長(zhǎng)針接觸,輸入電容c1通過(guò)電阻r1充電,當(dāng)電源板完全插入時(shí),電阻r1被斷針短路。c1代表dc/dc電源的所有電容量。
圖1. 長(zhǎng)短針?lè)_擊電流限制電路
這種方法的缺陷是插入的速度不能控制,如插入速度過(guò)快,電容c1還沒(méi)充滿(mǎn)電時(shí),短針就已經(jīng)接觸,沖擊電流的限制效果就不好。
也可用熱敏電阻法來(lái)限制沖擊電流,但由于dc/dc電源的輸入電壓較低,輸入電流較大,在熱敏電阻上的功耗也較大,一般不用此方法。
2、有源沖擊電流限制法
2.1 利用mos管限制沖擊電流
利用mos管控制沖擊電流可以克服無(wú)源限制法的缺陷。mos管有導(dǎo)通阻抗rds_on低和驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),在周?chē)由仙倭吭骷涂梢宰龀蓻_擊電流限制電路。
mos管是電壓控制器件,其極間電容等效電路如圖2所示。
圖2. 帶外接電容c2的n型mos管極間電容等效電路
mos管的極間電容柵漏電容cgd、柵源電容cgs、漏源電容cds可以由以下公式確定:
公式中mos管的反饋電容crss,輸入電容ciss和輸出電容coss的數(shù)值在mos管的手冊(cè)上可以查到。
電容充放電快慢決定mos管開(kāi)通和關(guān)斷的快慢,為確保mos管狀態(tài)間轉(zhuǎn)換是線(xiàn)性的和可預(yù)知的,外接電容c2并聯(lián)在cgd上,如果外接電容c2比mos管內(nèi)部柵漏電容cgd大很多,就會(huì)減小mos管內(nèi)部非線(xiàn)性柵漏電容cgd在狀態(tài)間轉(zhuǎn)換時(shí)的作用。
外接電容c2被用來(lái)作為積分器對(duì)mos管的開(kāi)關(guān)特性進(jìn)行精確控制??刂屏寺O電壓線(xiàn)性度就能精確控制沖擊電流。
電路描述:
圖3所示為基于mos管的自啟動(dòng)有源沖擊電流限制法電路。mos管 q1放在dc/dc電源模塊的負(fù)電壓輸入端,在上電瞬間,dc/dc電源模塊的第1腳電平和第4腳一樣,然后控制電路按一定的速率將它降到負(fù)電壓,電壓下降的速度由時(shí)間常數(shù)c2*r2決定,這個(gè)斜率決定了最大沖擊電流。
圖3. 有源沖擊電流限制法電路
d1用來(lái)限制mos管 q1的柵源電壓。元器件r1,c1和d2用來(lái)保證mos管q1在剛上電時(shí)保持關(guān)斷狀態(tài)。
上電后,mos管的柵極電壓要慢慢上升,當(dāng)柵源電壓vgs高到一定程度后,二極管d2導(dǎo)通,這樣所有的電荷都給電容c1以時(shí)間常數(shù)r1×c1充電,柵源電壓vgs以相同的速度上升,直到mos管q1導(dǎo)通產(chǎn)生沖擊電流。
其中vth為mos管q1的最小門(mén)檻電壓,vd2為二極管d2的正向?qū)▔航担瑅plt為產(chǎn)生iinrush沖擊電流時(shí)的柵源電壓。vplt可以在mos管供應(yīng)商所提供的產(chǎn)品資料里找到。
mos管選擇
以下參數(shù)對(duì)于有源沖擊電流限制電路的mos管選擇非常重要:
漏極擊穿電壓 vds
必須選擇vds比最大輸入電壓vmax和最大輸入瞬態(tài)電壓還要高的mos管,對(duì)于通訊系統(tǒng)中用的mos管,一般選擇vds≥100v.
柵源電壓vgs
穩(wěn)壓管d1是用來(lái)保護(hù)mos管q1的柵極以防止其過(guò)壓擊穿,顯然mos管q1的柵源電壓vgs必須高于穩(wěn)壓管d1的最大反向擊穿電壓。一般mos管的柵源電壓vgs為20v,推薦12v的穩(wěn)壓二極管。
其中pout為dc/dc電源的最大輸出功率,vmin為最小輸入電壓,η為dc/dc電源在輸入電壓為vmin輸出功率為pout時(shí)的效率。η可以在dc/dc電源供應(yīng)商所提供的數(shù)據(jù)手冊(cè)里查到。mos管的rds_on必須很小,它所引起的壓降和輸入電壓相比才可以忽略。