開機瞬間的浪涌電流對于電路的危害極大，嚴重的會造成整個電路的燒毀。因此對浪涌電流進行有效的抑制與防范就成為了設計者們在電路效率之外關心的問題。本文將為大家介紹一種適用于200W及200W以上電路浪涌電流抑制的限流器設計，該款設計簡單高效，能夠最大程度上的終止浪涌電流。

在一般情況下，只要負載供電電流達到了200W以上，就有必要加入浪涌電流抑制器來進行抑制了。毫無限制的浪涌電流可達數百安培。這樣大的電流會損壞線路整流器、融斷保險、使輸入濾波電感器開路、或損壞PFC（功率因數校正）濾波器電容。一種簡單的限制浪涌電流的方法是，使用一個與供電線路串聯的NTC（負溫度系數）熱敏電阻。熱敏電阻在冷卻時具有較高的電阻，但其電阻值隨著溫度升高會顯著降低，以其熱惰性及電阻快速變化特性限制了浪涌電流。

圖1

如圖1，此浪涌電流限制器電路的特點是有一個繼電器S1和限流電阻器R1，方案中所有電阻器都額定為0.125W。然而，NTC熱敏電阻同時也會對電源的正常工作電流產生阻力。為了將熱敏電阻正常電阻值維持在較低的水平，應該使其在持續的較高溫度下工作，但這可能會影響電源的溫度曲線圖，并會增加機箱內的溫度，而這對功耗影響非常大。

可要確定PFC電容器是否充滿電卻并不容易。通用的電源設計可在多種交流輸入電壓下工作，想要確定能說明電容完全充滿電的電壓就不太容易了。此外，浪涌電流限制器還要延遲其它內部附屬電源及其它消耗功率電路的工作，以允許PFC線路電容器充電到預定程度。

解決這些問題的最簡單方法，是使用一個能測量浪涌電流本身、而不是PFC電容器兩端電壓的電路。它通過監測浪涌電流振幅消失來確定浪涌過程的結束。在達到一個預設閥值時，電路發出啟動附屬電源及其它電路的命令。通過監測浪涌電流，可以有效地控制電源的啟動點，并使啟動閥值獨立于輸入線路電壓。

圖1顯示了實際的PFC電路，該電路采用一個開關電阻浪涌電流限制器。浪涌電流檢測分電路由一個繞線電阻器R1和并聯耗盡型MOSFETQ1組成，后者連接到電阻器R2，作為驅動電阻器R3和R4的電流源。在從數百伏到幾伏的R1兩端電壓降范圍內，該電路可生成較小的恒定電流，該電流抑制了附屬電源的工作，也抑制了對浪涌電流限制過程的干擾。

當浪涌電流降到足夠低時，R1兩端的電壓降就不足以維持Q1作為電流源了。Q1的電流消失就會啟動繼電器S1，其觸點將電阻R1短路，從而接通附屬電源并啟動主電源。R2的值決定了保持附屬電源被禁用的必要電流，允許PFC線路電容C1完全充電。

一個12V機電式繼電器如Omron的G2RL-1以較低電阻的觸點來旁路R1。也可使用光學隔離的固態繼電器，如CarloGavazziRP1A48D5，采用MOSFET或SCR（可控硅整流器）輸出器件可取代S1，使輸出器件兩端的電壓降不產生過大的功率損耗就可取代S1。

圖2

如圖2，限流電阻R1兩端的電壓表明，當PFC電容充滿電時呈經典的指數衰減，輔助電源明顯不起到作用。說明了充電過程波形為R1兩端的電壓降。指數型包絡線及其子循環代表電流浪涌過程，而R3和C2過濾掉子循環，并在R4上產生減弱的指數電壓波形，電流浪涌過程期間保持Q2導通。Q2將輔助電源的輸入電壓拉低，抑制了其工作。在R1兩端幾伏特的電壓下，Q1停止產生恒定電流并關閉Q2以啟用輔助電源。這樣，整個電源會等待浪涌電流達到一個由R2確定的安全值。在繼電器S1觸發并短路浪涌電流電阻器R1后，電源立即啟動。圖1中其它部分由傳統PFC構成，也代表其它電源配置的一部分。

圖3

圖4

如圖3，上側跡線表明了用電流探頭測得的電流，下側跡線描述了輸入電流在電阻R1兩端產生的電壓降。跡線1說明了帶有浪涌電流限制器和緩慢啟動電路的2.4kW電源的啟動，該電路可將浪涌與啟動過程分開。浪涌電流值為5A，對于2.4kW功率是相當低的。跡線4表明用電流探頭測量的輸入電流。圖4描述了2400W電源的啟動。其浪涌電流非常接近5A，該值遠遠小于約14A的工作電流。

本文講解了一種能最大程度上抑制浪涌電流抑制器設計，并通過舉例的方式配以圖文來幫助讀者進行理解。另一方面，本設計的最大特點就是不會對電源封裝造成多余的熱源電路，并且在開關串聯電阻正常動作時不會帶來額外的效率損耗。在功率因數校正線路的電解電容器充電完畢前，會有效阻止浪涌電流的生成。