Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2016
Защитите схемы от больших токов на время заряда конденсатора
Мощный сетевой источник питания – это не более чем полу- или полномостовой DC/DC преобразователь. Выпрямив переменное сетевое напряжение, получают постоянное напряжение, используемое для питания преобразователя. При включении источника питания сглаживающий конденсатор выпрямителя полностью разряжен. Это приводит к возникновению огромного зарядного тока, поскольку разряженный конденсатор на время закорачивает диоды выпрямительного каскада. Если не принять специальных мер, большой бросок пускового тока может привести к срабатыванию автомата защиты сети или, даже, к выходу из строя выпрямительных диодов. Схема, ограничивающая пусковой ток, показана на Рисунке 1.
 |
|
| Рисунок 1. | Тиристор и MOSFET управляют током, текущим через сглаживающий конденсатор CO. Эта схема ограничивает пусковой ток. |
Если в момент включения мгновенное значение выпрямленного переменного напряжения сети VACR превысит приблизительно 10 В (точка A на Рисунке 2), MOSFET Q2 включится и выключит тиристор Q1. В этом случае идущий через R1 и Q2 слабый ток инжектирует в конденсатор CO небольшой заряд (траектория A–B на Рисунке 2).
 |
|
| Рисунок 2. | Если VACR больше примерно десяти вольт, MOSFET Q2 открывается, и ток, идущий через R1 и Q2, инжектирует в конденсатор CO небольшой заряд. |
Когда разность VACR – VO становится равной или меньшей примерно 8 В (где VO – выходное напряжение), Q2 закрывается, позволяя включиться тиристору Q1. Благодаря этому сглаживающий конденсатор через Q1 получает заряд (траектория B–C на Рисунке 2), достаточный для того, чтобы напряжение VO сравнялось с VACR. Далее VACR становится меньше VO, и до тех пор, пока разность VACR – VO не превысит примерно 5 В (траектория C–D на Рисунке 2), питание DC/DC преобразователя поддерживается только за счет заряда сглаживающего конденсатора. В точке D VACR – VO ≈ 5 В, и тиристор Q1 открывается, обеспечивая как заряд конденсатора, так и работу DC/DC преобразователя до тех пор, пока VACR не сравняется с пиком синусоиды в точке E.
Когда напряжение VACR падает, тиристор Q1 закрывается, и DC/DC преобразователь питается только от сглаживающего конденсатора. Вновь проводить тиристор начнет тогда, когда VACR и VO сравняются на пике синусоиды. Затем этот процесс повторяется. Используйте тиристор с низкой чувствительностью управляющего электрода, с пробивным напряжением не менее 400 В (для сетевого напряжения 220 В) и с допустимым током, как минимум, вдвое превышающим ток выпрямительных диодов.
В этой схеме использован тиристор TYN610. Сопротивление резистора R1 можно рассчитать, используя выражение
где
VGT – минимальное напряжение между управляющим электродом и катодом, необходимое для возникновения тока, открывающего Q1;
IGT–20° – минимальный ток управляющего электрода, способный включать Q1 при температурах, начиная от –20 °C.
В качестве MOSFET для этой схемы подойдет прибор NTD4815NHG. При использовании MOSFET с другим пороговым напряжением, возможно, потребуется изменить сопротивления резисторов R2 и R3.
Купить TYN610 на РадиоЛоцман.Цены
