สาเหตุของกระแสไฟกระชากในแหล่งจ่ายไฟโหมดสวิตช์
ในบรรดาแหล่งจ่ายไฟต่างๆ ที่ใช้กันทั่วไปในอดีตและปัจจุบัน แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเป็นที่นิยมอย่างมาก และโดยทั่วไปสามารถตอบสนองความต้องการในการออกแบบใดๆ ได้ แหล่งจ่ายไฟนี้ประหยัดมาก แต่ก็มีปัญหาในการออกแบบอุตสาหกรรมเช่นกัน นี่เป็นข้อบกพร่องโดยธรรมชาติของอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งจำนวนมาก (โดยเฉพาะอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกำลังสูง): ต้องดึงกระแสไฟขนาดใหญ่ในขณะที่เปิดเครื่อง กระแสไฟกระชากนี้อาจสูงถึง 1O เท่าถึง 100 เท่าของกระแสไฟที่นิ่งของแหล่งจ่ายไฟ เป็นผลให้อาจเกิดปัญหาอย่างน้อยสองประการ ขั้นแรก ถ้าแหล่งจ่ายไฟ DC ไม่สามารถจ่ายกระแสไฟฟ้าเริ่มต้นได้เพียงพอ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งอาจเข้าสู่สถานะล็อคและไม่สามารถสตาร์ทได้ ประการที่สอง กระแสไฟกระชากนี้อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟอินพุตลดลงมากพอที่จะทำให้แหล่งพลังงานอื่นที่ใช้แหล่งจ่ายไฟอินพุตเดียวกันกับอุปกรณ์สูญเสียพลังงานชั่วขณะ
วิธีการจำกัดกระแสไฟกระชากอินพุตแบบดั้งเดิมคือการเชื่อมต่อตัวต้านทานจำกัดกระแสเทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบ (NTC) อนุกรมกัน อย่างไรก็ตาม วิธีการง่ายๆ นี้มีข้อบกพร่องหลายประการ เช่น อุณหภูมิแวดล้อมมีผลกระทบอย่างมากต่อการจำกัดกระแสของตัวต้านทาน NTC ผลกระทบนี้เกิดขึ้นได้เพียงบางส่วนเท่านั้นในระหว่างการหยุดชะงักของกริดหลักอินพุตช่วงสั้น ๆ (ตามลำดับไม่กี่ร้อยมิลลิวินาที) การสูญเสียพลังงานในตัวต้านทาน NTC จะลดประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง... อันที่จริง ปัญหาทั้งสองที่ยกมาข้างต้นสามารถแก้ไขได้ด้วย "วงจรสตาร์ทแบบนุ่มนวล" ซึ่งมีรายละเอียดแนะนำด้านล่าง
1. สาเหตุของกระแสไฟกระชากในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
วงจรอินพุตส่วนใหญ่ของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งใช้วงจรเรียงกระแสตัวกรองตัวเก็บประจุ เมื่อเปิดแหล่งจ่ายไฟขาเข้า เนื่องจากแรงดันไฟฟ้าเริ่มต้นบนตัวเก็บประจุเป็นศูนย์ กระแสไฟกระชากขนาดใหญ่จะเกิดขึ้นในขณะที่ประจุตัวเก็บประจุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกำลังสูงซึ่งใช้ตัวเก็บประจุกรองความจุขนาดใหญ่สามารถเพิ่มกระแสไฟกระชากได้มากกว่า 100A กระแสไฟกระชากขนาดใหญ่ในขณะที่เปิดเครื่องมักจะทำให้ฟิวส์อินพุตขาดหรือหน้าสัมผัสของสวิตช์ปิดไหม้ทำให้เกิดความเสียหายกับกระแสไฟเกินที่สะพานเรียงกระแส ในกรณีที่เลวร้ายที่สุด จะทำให้สวิตช์ลมปิดไม่ได้ด้วย ปรากฏการณ์ข้างต้นจะทำให้แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งทำงานไม่ถูกต้อง ด้วยเหตุนี้ แหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเกือบทั้งหมดจึงมีวงจรซอฟต์สตาร์ทเพื่อป้องกันกระแสไฟกระชากเพื่อให้แน่ใจว่าแหล่งจ่ายไฟของหุ่นยนต์มือสองจะทำงานได้ตามปกติและเชื่อถือได้
2. หลักการทำงานทางไฟฟ้าของวงจรสตาร์ทแบบนุ่มนวล
หากใช้ "วงจรสตาร์ทแบบนุ่มนวล" เพื่อกำจัดกระแสไฟกระชากเมื่อสตาร์ทแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ข้อบกพร่องของวิธีการจำกัดกระแสไฟกระชากแบบดั้งเดิมที่กล่าวถึงข้างต้นสามารถหลีกเลี่ยงได้เป็นอย่างดี การควบคุมการเริ่มต้นระบบจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งเพื่อกำจัดกระแสไฟกระชากผ่าน "การสตาร์ทแบบนุ่มนวล" มีหลักการออกแบบสองประการ: การถอดโหลดในขณะที่เปิดเครื่องและการจำกัดกระแสไฟฟ้าที่มีประโยชน์ในเวลาเดียวกัน หากไม่ได้ขับเคลื่อนโหลด กระแสไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่งโดยทั่วไปจะมีน้อยมากเมื่อสตาร์ท ในหลายกรณี กระแสเริ่มต้นอาจน้อยกว่ากระแสการทำงานในสภาวะคงตัวที่คงไว้โดยใช้วิธีนี้
