抑制电源接通时的冲击电流的限制电阻

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使用50/60 Hz的工频用电源变压器的串联调节器，没有什么问题，但直接整流、平滑日前主流的开关调节器AC线路的交流控制器，经常存在的问题是AC线路电源ON时会流过冲击电流。

　　AC线路上流过的冲击电流远远超过预想的峰值电流，使电源开关的触点烧损、熔化而被破坏。

　　图1是直接整流AC线路(100V)的电压，经平滑电容的输出后，得到直流140V的电路，电源开关ON时的时问各种各样．如果原本的工频信号是正弦波，则当工频频率在sin90°及sin270°时，全波整流电路上流过的冲击电流．如果电源开关使用固态位置继电器(SSR)，SSR则因采用过零开关方式而不会流过这么大的冲击电流。

　　图1 电源电路中的冲击电流限制电阻

　　当在平滑电容上加上140V的峰值电压时，流过的初电流的大小是多少呢？如果是理想电容，则应流过无限大的电流。实际上由于AC线路的电阻、配线电阻、整流二极管等的动作电阻，电流会被限制，尽管这样，仍流过相当大的电流。

　　为研究流过多少电流，观测图2所示的实验电路的R为0Ω时的数据如图2。开关接通的时间sin270°时达到约188A(PEAK)小型开关会被烧损。

　　只在开关接通后的初的半波内流过大电流，随着平滑电容的充电，其电流减小。

　　从图2的波形上看，由于＋140V充电，流过188A(PEAK)的冲击电流，所以计算此时的电路的等价电阻约为0.74Ω。因此，如果插入R＝1Ω，则应下降到IPK＝140V/1.74Ω＝80A(PEAK)。

　　图2 电流限制电阻R＝0Ω时的平滑输出电压和冲击电流

　　图3是追加R＝1Ω，同样的用sin270°开关接通时的波形。峰值电流减小到88A。

　　因此，如果加大冲击电流的限制电阻值，IPK也减小，所以很容易想到应该尽量加大此限制电阻值。但由于通常流过AC电流会产生很大功率损耗(P＝PR)，所以此限制电阻值也不能太大。

　　尝试用R＝5Ω测定冲击电流，则IpK减少到24A(IpK＝140V/5.74Ω=24.4A)，对平滑电容充电需要100ms以上的时间。

　　为减小冲击电流，无论如何加大电阻值，如图4所示，电源接通时具有数100ms的延迟，如果继电器中电阻R短路，则可忽略通常时所消耗的功率。

　　图3 电流限制电阻R＝1Ω时的平滑输出电压和冲击电流

　　图4 用于抑制肿击电流的功夫

　　作为处理AC线路的冲击L流的元件，也有使用被称为功率热敏电阻的，但仅在热敏电阻处于室温状态时有效果，频繁ON/OFF电源开关时，定常的热敏吧阻会变热，成为低电阻，对冲击电流的抑制效果变小．

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如果是理想电容，则应流过无限大的电流。