วิธีป้องกันกระแสไฟกระชากอินพุตในการจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
โดยปกติ เมื่อเริ่มจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง อาจจำเป็นที่โครงข่ายไฟฟ้าหลักที่ปลายอินพุตจะต้องจ่ายพัลส์กระแสสูงในระยะสั้น ซึ่งโดยทั่วไปเรียกว่า "กระแสไฟกระชากอินพุต" กระแสไฟกระชากอินพุตทำให้เกิดปัญหาในการเลือกเบรกเกอร์วงจรหลักและฟิวส์อื่นๆ ในโครงข่ายไฟฟ้าหลักก่อน ในด้านหนึ่ง เซอร์กิตเบรกเกอร์จำเป็นต้องแน่ใจว่าฟิวส์จะฟิวส์ในระหว่างการโอเวอร์โหลดเพื่อมีบทบาทในการป้องกัน ในทางกลับกัน ไม่จำเป็นต้องฟิวส์เมื่อมีกระแสไฟกระชากอินพุตเกิดขึ้นเพื่อหลีกเลี่ยงการทำงานผิดพลาด ประการที่สอง กระแสไฟกระชากอินพุตอาจทำให้รูปคลื่นแรงดันไฟฟ้าอินพุตพังทลาย ส่งผลให้คุณภาพของแหล่งจ่ายไฟไม่ดี และส่งผลกระทบต่อการทำงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นๆ
สาเหตุของการเกิดกระแสไฟกระชากอินพุต
ในแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง แรงดันไฟฟ้าอินพุตจะถูกกรองโดยการรบกวนก่อน จากนั้นจึงแปลงเป็น DC ผ่านทางบริดจ์เรกติไฟเออร์ จากนั้นจึงปรับให้เรียบผ่านตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าขนาดใหญ่ก่อนที่จะเข้าสู่ตัวแปลง DC/DC ที่แท้จริง กระแสไฟกระชากอินพุตถูกสร้างขึ้นในระหว่างการชาร์จครั้งแรกของตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า และขนาดของมันขึ้นอยู่กับความกว้างของแรงดันไฟฟ้าอินพุตในระหว่างการสตาร์ทและความต้านทานรวมของวงจรที่เกิดจากวงจรเรียงกระแสแบบบริดจ์และตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้า ถ้ามันเริ่มต้นที่จุดพีคของแรงดันไฟฟ้าอินพุต AC กระแสไฟกระชากอินพุตสูงสุดจะเกิดขึ้น
เทอร์มิสเตอร์เทอร์มิสเตอร์ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิลบแบบอนุกรม ntc เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดอย่างไม่ต้องสงสัยในการระงับกระแสไฟกระชากอินพุตจนถึงตอนนี้ เพราะตัวต้านทาน NTC จะลดลงตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น เมื่อเริ่มจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง ตัวต้านทาน NTC จะอยู่ที่อุณหภูมิห้องและมีความต้านทานสูง ซึ่งสามารถจำกัดกระแสได้อย่างมีประสิทธิภาพ หลังจากสตาร์ทแหล่งจ่ายไฟแล้ว ตัวต้านทาน NTC จะร้อนอย่างรวดเร็วสูงถึงประมาณ 110 º C เนื่องจากการกระจายความร้อนในตัว และค่าความต้านทานจะลดลงเหลือประมาณหนึ่งในสิบห้าของค่านั้นที่อุณหภูมิห้อง ช่วยลดการสูญเสียพลังงานระหว่างการทำงานปกติของ แหล่งจ่ายไฟสลับ
ข้อดี:
วงจรที่เรียบง่ายและใช้งานได้จริงด้วยต้นทุนที่ต่ำ
ข้อเสีย:
1. ผลการจำกัดกระแสของตัวต้านทาน NTC ได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม: หากความต้านทานสูงเกินไปและกระแสการชาร์จต่ำเกินไปในช่วงเริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ำ (ต่ำกว่าศูนย์) แหล่งจ่ายไฟสลับอาจไม่สามารถเริ่มต้นได้ หากค่าความต้านทานของตัวต้านทานมีค่าน้อยเกินไปในระหว่างการสตาร์ทที่อุณหภูมิสูง อาจทำให้ไม่สามารถจำกัดกระแสไฟกระชากอินพุตได้
2. ผลกระทบการจำกัดกระแสสามารถทำได้เพียงบางส่วนเท่านั้นในระหว่างการหยุดชะงักช่วงสั้นๆ ในโครงข่ายไฟฟ้าหลัก (ประมาณสองสามร้อยมิลลิวินาที) ในระหว่างการหยุดชะงักช่วงสั้น ๆ นี้ ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะถูกปล่อยออกมา ในขณะที่อุณหภูมิของตัวต้านทาน NTC ยังคงสูงและค่าความต้านทานยังน้อย เมื่อจำเป็นต้องรีสตาร์ทแหล่งจ่ายไฟทันที NTC จะไม่สามารถบรรลุผลการจำกัดกระแสได้อย่างมีประสิทธิภาพ
3. การสูญเสียพลังงานของตัวต้านทาน NTC ช่วยลดประสิทธิภาพการแปลงของแหล่งจ่ายไฟแบบสวิตชิ่ง
ตัวเลือกที่ 2
เมื่อสร้างอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งกำลังต่ำ ให้ใช้ตัวต้านทานกำลังโดยตรงเพื่อจำกัดกระแสไฟกระชาก
วงจรอย่างง่าย ต้นทุนต่ำ และแทบไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสูงและต่ำในแง่ของการจำกัดกระแสไฟกระชาก
ข้อเสีย:
เหมาะสำหรับอุปกรณ์จ่ายไฟแบบสวิตชิ่งขนาดเล็กเท่านั้น
● ผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพ
ตัวเลือกที่ 3
เทอร์มิสเตอร์ NTC เชื่อมต่อแบบขนานกับตัวต้านทานกำลังธรรมดาเพื่อจำกัดกระแสไฟกระชาก
เมื่อเริ่มต้นที่อุณหภูมิห้อง ค่าความต้านทานของตัวต้านทานกำลังและเทอร์มิสเตอร์แบบขนานจะใช้เพื่อจำกัดกระแสไฟกระชาก เมื่อเริ่มต้นที่อุณหภูมิต่ำ ค่าความต้านทานของเทอร์มิสเตอร์ NTC จะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ค่าความต้านทานของตัวต้านทานกำลังยังคงไม่เปลี่ยนแปลงโดยทั่วไป ซึ่งสามารถรับประกันการสตาร์ทที่อุณหภูมิต่ำได้ อย่างไรก็ตาม ในระหว่างการทดลองที่อุณหภูมิสูง วงจรไฟกระชากก็มีขนาดใหญ่เช่นกัน
ข้อดี:
เรียบง่ายและใช้งานได้จริง พร้อมผลลัพธ์ที่ดีสำหรับการเริ่มต้นที่อุณหภูมิห้องและอุณหภูมิต่ำ
ข้อเสีย:
● ผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อประสิทธิภาพ
กระแสไฟกระชากอุณหภูมิสูง
ตัวเลือกที่ 4
ตัวต้านทานคงที่แบบอนุกรมจะใช้ร่วมกับไทริสเตอร์เพื่อจำกัดกระแสไฟกระชากอินพุต เมื่อเปิดเครื่อง Vs จะถูกตัด และกระแสจะไหลผ่าน R1 ซึ่งทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์จำกัดกระแส เมื่อตรงตามเงื่อนไขบางประการ VS จะดำเนินการและเปิดวงจร R1 การสูญเสียประสิทธิภาพลดลงอย่างมาก
ข้อดี:
การใช้พลังงานต่ำ
ข้อจำกัดของกระแสไฟกระชากแทบไม่ได้รับผลกระทบจากอุณหภูมิสูงและต่ำ
ข้อเสีย:
ปริมาณมากและต้นทุนสูง
