دلایل تولید جریان هجومی در منابع تغذیه سوئیچینگ

دلایل تولید جریان هجومی در منابع تغذیه سوئیچینگ

در میان منابع تغذیه متداول مختلف در گذشته و حال، منابع تغذیه حالت سوئیچ 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 مسائلی وجود دارد. به همین دلیل است که بسیاری از منابع تغذیه سوئیچینگ (مخصوصاً-منابع تغذیه سوئیچینگ بالا) یک اشکال ذاتی دارند: آنها باید جریان زیادی را در لحظه روشن شدن برق بکشند. این جریان موجی ممکن است به 10 تا 100 برابر جریان کار استاتیک منبع تغذیه برسد. بنابراین، حداقل دو مسئله ممکن است وجود داشته باشد. **اگر منبع تغذیه DC نتواند جریان راه اندازی کافی را ارائه دهد، منبع تغذیه سوئیچینگ ممکن است به حالت قفل شده و نمی تواند راه اندازی شود. **این افزایش جریان ممکن است باعث کاهش ولتاژ منبع تغذیه ورودی شود، که به اندازه کافی باعث می شود سایر تجهیزات برقی که از همان منبع تغذیه ورودی استفاده می کنند بلافاصله برق را از دست بدهند.

روش سنتی محدود کردن جریان افزایش ورودی، اتصال مقاومت‌های محدودکننده جریان ترمیستور با ضریب دمای منفی (NTC) به صورت سری است. با این حال، این روش ساده دارای اشکالات زیادی است، مانند اثر محدودکننده جریان مقاومت‌های NTC که به شدت تحت‌تاثیر دمای محیط قرار می‌گیرد، اثر محدودکننده جریان تنها تا حدی در طول قطع‌های کوتاه شبکه اصلی ورودی (در حد چند صد میلی‌ثانیه) به دست می‌آید، و افت توان مقاومت‌های NTC باعث کاهش راندمان تبدیل منبع تغذیه سوئیچینگ می‌شود. در واقع دو مشکل ذکر شده در بالا از طریق یک «مدار استارت نرم» قابل حل است که در ادامه به تفصیل معرفی خواهد شد.
دلایل تولید جریان افزایشی در منبع تغذیه حالت سوئیچ

مدار ورودی منابع تغذیه حالت سوئیچ عمدتاً از مدار یکسو کننده فیلتر خازن استفاده می کند. در لحظه بسته شدن منبع تغذیه ورودی، به دلیل صفر بودن ولتاژ اولیه خازن، در هنگام شارژ خازن، جریان موج زیادی تشکیل می شود. مخصوصاً برای منابع تغذیه با حالت سوئیچ قدرت بالا، از خازن‌های فیلتر با ظرفیت بزرگ‌تر استفاده می‌شود تا جریان نوسانی به 100 آمپر یا بیشتر برسد. چنین جریان موج بزرگی در لحظه روشن شدن برق اغلب می‌تواند باعث سوختن فیوز ورودی یا سوختن کنتاکت‌های کلید بسته شود و در نتیجه باعث آسیب جریان بیش از حد به پل یکسو کننده شود. موارد خفیف نیز می تواند باعث شود که سوئیچ هوا بسته نشود. پدیده های فوق می توانند باعث اختلال در عملکرد منبع تغذیه سوئیچینگ شوند. بنابراین، تقریباً همه منابع تغذیه سوئیچینگ مجهز به مدارهای استارت نرم هستند تا از جریانهای موجی جلوگیری کنند و از عملکرد عادی و قابل اعتماد منبع تغذیه ربات دوم-دستی اطمینان حاصل کنند.

2. اصل کار الکتریکی مدار شروع نرم
اگر از یک "مدار استارت نرم" برای حذف جریان ولتاژ در هنگام راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ استفاده شود، می تواند به طور موثری از اشکالات روش های محدود کننده جریان نوسان سنتی که در بالا ذکر شد جلوگیری کند. کنترل راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ از طریق "شروع نرم" برای حذف جریان های موجی شامل دو اصل طراحی است: حذف بار در لحظه روشن شدن و در عین حال محدود کردن جریان مفید. اگر بار رانده نشود، جریان هنگام راه اندازی منبع تغذیه سوئیچینگ معمولاً بسیار کم است. در بسیاری از موارد، جریان راه‌اندازی ممکن است در واقع کوچک‌تر از جریان عملیاتی{4}}حالت ثابتی باشد که با استفاده از این روش حفظ می‌شود.