علل افزایش جریان در یک منبع تغذیه حالت سوئیچ
در میان منابع تغذیه مختلف که در گذشته و حال استفاده می شد، منابع تغذیه سوئیچینگ بسیار محبوب هستند و به طور کلی می توانند هر نیاز طراحی را برآورده کنند. این منبع تغذیه بسیار مقرون به صرفه است، اما در طراحی صنعتی نیز مشکلاتی وجود دارد. این نقص ذاتی بسیاری از منابع تغذیه سوئیچینگ (به ویژه منابع تغذیه سوئیچینگ با توان بالا) است: آنها باید جریان زیادی را در لحظه روشن شدن برق بکشند. این جریان موجی ممکن است به 1O برابر تا 100 برابر جریان کار خاموش منبع تغذیه برسد. در نتیجه حداقل دو مشکل ممکن است ایجاد شود. ابتدا، اگر منبع تغذیه DC نتواند جریان راه اندازی کافی را تامین کند، منبع تغذیه سوئیچینگ ممکن است وارد حالت قفل شده و راه اندازی نشود. دوم، این افزایش جریان ممکن است باعث شود ولتاژ منبع تغذیه ورودی به اندازه کافی کاهش یابد که باعث شود سایر منابع تغذیه با استفاده از همان منبع تغذیه ورودی به دستگاه به طور لحظه ای برق را از دست بدهد.
روش سنتی محدود کننده جریان افزایش جریان ورودی، اتصال یک مقاومت محدودکننده جریان ترمیستور با ضریب دمای منفی (NTC) به صورت سری است. با این حال، این روش ساده دارای کاستی های زیادی است: به عنوان مثال، اثر محدود کننده جریان مقاومت NTC به شدت تحت تأثیر دمای محیط قرار می گیرد. این اثر تنها تا حدی در خلال وقفه های مختصر شبکه اصلی ورودی (در حد چند صد میلی ثانیه) به دست می آید. تلفات برق در مقاومت NTC باعث کاهش راندمان تبدیل منبع تغذیه سوئیچینگ می شود... در واقع دو مشکل مطرح شده در بالا را می توان با یک "مدار استارت نرم" که در زیر به تفصیل معرفی شده است حل کرد.
1. علل افزایش جریان در منبع تغذیه سوئیچینگ
بیشتر مدارهای ورودی منابع تغذیه سوئیچینگ از مدارهای یکسو کننده فیلتر خازن استفاده می کنند. هنگامی که منبع تغذیه ورودی روشن می شود، از آنجایی که ولتاژ اولیه خازن صفر است، در لحظه شارژ شدن خازن یک جریان موج بزرگ تشکیل می شود. به خصوص برای منابع تغذیه سوئیچینگ با توان بالا، که از خازن های فیلتر با ظرفیت بزرگتر استفاده می کنند، می توانند جریان موج را به بیش از 100 آمپر افزایش دهند. چنین جریان موج بزرگی در لحظه ای که برق وصل می شود اغلب باعث می شود فیوز ورودی منفجر شود یا کنتاکت های کلید بسته شونده بسوزند و باعث آسیب جریان اضافه به پل یکسو کننده می شود. در بدترین حالت باعث می شود که سوئیچ هوا بسته نشود. پدیده های فوق باعث می شود منبع تغذیه سوئیچینگ به درستی کار نکند. به همین دلیل، تقریباً تمام منابع تغذیه سوئیچینگ مجهز به مدار راه اندازی نرم برای جلوگیری از جریان هجومی هستند تا از عملکرد عادی و مطمئن منبع تغذیه ربات دست دوم اطمینان حاصل شود.
2. اصل کار الکتریکی مدار شروع نرم
اگر هنگام راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ از یک "مدار شروع نرم" برای حذف جریان هجومی استفاده شود، می توان از کاستی های روش سنتی محدود کردن جریان هجومی که در بالا ذکر شد، اجتناب کرد. کنترل راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ برای حذف جریان هجومی از طریق "شروع نرم" شامل دو اصل طراحی است: حذف بار در لحظه روشن شدن و محدود کردن جریان مفید همزمان. اگر بار رانده نشود، جریان منبع تغذیه سوئیچینگ هنگام راه اندازی معمولاً بسیار کم است. در بسیاری از موارد، جریان راه اندازی ممکن است در واقع کمتر از جریان عملیاتی حالت پایدار باشد که با استفاده از این روش حفظ می شود.
