开关电源的防浪涌电路
开关电源之雷击浪涌大解剖
开关电源之雷击浪涌大解剖1雷击浪涌的起因1）雷击（主要模拟间接雷）：例如，雷电击中户外线路，有大量电流流进外部线路或接地电阻，因而产生的干扰电压；又如，间接雷击（如云层间或云层内的雷击）在线路上感应出的电压或电流；再如，雷电击中了邻近物体，在其四周建立了电磁场，当户外线路穿过电磁场时，在线路上感应出了电压和电流；还如，雷电击中了四周的地面，地电流通过公共接地系统时所引进的干扰。
（2）切换瞬变：例如，主电源系统切换时（例如补偿电容组的切换）产生的干扰；又如，同一电网中，在靠近设备四周有一些较大型的开关在跳动时所形成的干扰；再如，切换有谐振线路的晶闸管设备；还如，各种系统性的故障，例如设备接地网络或接地系统间产生的短路或飞弧故障。
雷击浪涌发生后开关电源不能损坏。
两种通常的类型，“雷击” 和“振铃” 波。
2雷击浪涌基本保护器件介绍GDT 陶瓷气体放电管Gas Discharge Tubes陶瓷气体放电管是一由电压导通的开关型器件，使用中并联在被保护设备的线与线或线与地端之间。
陶瓷气体放电管是防雷保护设备中应用最广泛的开关器件，浪涌电流大，极间电容低最低1p，绝缘阻值可达10G，击穿电压分散性较。
TVS 瞬态抑制二极管Thyristor Surge Suppressors瞬态抑制二极管是一种限压型的过压保护器件，以pS 级的速度把过高的电压限制在一个安全范围之内，从而起到保护后面电路的作用。
MOV 压敏电阻Metal Oxide Varistors压敏电阻是以氧化锌为材料烧结而成的半导体限压型浪涌器件，它以其优异的非线性特性和超强的浪涌吸收能力被广泛应用于电子电路中进行保护。
PTC 自恢复保险丝Positive Thermal Coefficient自恢复保险丝是一种过流电子保护元件，采用高分子有机聚合物在高压、高温，反应的条件下，搀加导电粒子材料后，经过特殊的工艺加工而成。
ESD/TVS 静电保护阵列 ESD/TVS Arrays 静电保护阵列具有反应速度快，小於0.5nS，导通电压低，体积小、集成度高能同时实现多条资料线保护，电容值较低，可达0.3pF，是理想的高频保护器件。
开关电源浪涌吸收电路
开关电源浪涌吸收电路开关电源是现代电子设备中常用的电源供应方式之一，具有体积小、效率高、可靠性强等优点。
然而，开关电源在工作时会产生电压和电流的快速变化，这就会引起浪涌电压和浪涌电流，对电子设备造成损害。
为了保护电子设备免受浪涌电压和浪涌电流的侵害，需要采用浪涌吸收电路。
浪涌是瞬时的电压、电流和功率的突然上升或下降现象。
在电源开关、电源线路连接和电源负载的瞬态变化、电源开关的突然断开或闭合以及其他因素的影响下，都会产生浪涌电压和浪涌电流。
浪涌电压和浪涌电流对电子设备造成的损害有以下几方面：1. 频繁的浪涌电压和电流会导致电子元器件的过电压、过电流现象，使元器件的工作电压或电流超过其额定值，从而损坏元器件。
2. 浪涌电压和电流会导致电子设备内部的线路板、电容等元器件受到电磁干扰，从而影响设备的正常工作。
3. 浪涌电压和电流会产生热量，进而引起设备的温升过高，甚至导致设备的烧毁。
为了解决上述问题，需要在开关电源中引入浪涌吸收电路。
浪涌吸收电路通过引入吸收器件来吸收浪涌电压和浪涌电流，从而保护电子设备免受损害。
浪涌吸收电路的主要组成部分包括：1. 吸收器件：吸收器件是浪涌吸收电路中最核心的部分，常用的吸收器件包括二极管、金属氧化物压敏电阻（MOV）等。
这些吸收器件具有较高的电压容忍能力和快速响应的特点，能够迅速将浪涌电压和电流导向地线，从而保护电子设备。
2. 过滤器：过滤器用于滤除输入电源中的高频噪声和杂波，以减少浪涌电压和电流对设备的影响。
3. 保险丝：保险丝用于在电压和电流超过设定值时切断电路，以保护电子设备不受过载损坏。
浪涌吸收电路的工作原理是：当浪涌电压或电流超过设定值时，吸收器件会迅速导通，将浪涌能量引导到地线，从而保护电子设备。
当浪涌电压或电流恢复正常时，吸收器件会恢复到正常工作状态。
在设计浪涌吸收电路时，需要考虑以下几个因素：1. 吸收器件的选择：不同的电子设备对浪涌电压和电流的容忍能力不同，因此需要选择合适的吸收器件。
开关电源常用的几种保护电路
开关电源常用的几种保护电路评价开关电源的质量指标应该是以安全性、可靠性为第一原则。
在电气技术指标满足正常使用要求的条件下，为使电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作，必须设计多种保护电路，比如防浪涌的软启动，防过压、欠压、过热、过流、短路、缺相等保护电路。
开关电源常用的几种保护电路如下：1、防浪涌软启动电路开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。
上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。
图1是采用晶闸管V和限流电阻R1组成的防浪涌电流电路。
在电源接通瞬间，输入电压经整流桥（D1～D4）和限流电阻R1对电容器C充电，限制浪涌电流。
当电容器C充电到约80％额定电压时，逆变器正常工作。
经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R1，开关电源处于正常运行状态。
图1 采用晶闸管和限流电阻组成的软启动电路图2是采用继电器K1和限流电阻R1构成的防浪涌电流电路。
电源接通瞬间，输入电压经整流（D1～D4）和限流电阻R1对滤波电容器C1充电，防止接通瞬间的浪涌电流，同时辅助电源Vcc经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的电压达到继电器K1的动作电压时，K1动作，其触点K1.1闭合而旁路限流电阻R1，电源进入正常运行状态。
限流的延迟时间取决于时间常（R2C2），通常选取为0.3～0.5s。
为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡，延迟电路可采用图3所示电路替代RC延迟电路。
图2 采用继电器K1和限流电阻构成的软启动电路图3 替代RC的延迟电路2、过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计
一种防雷击浪涌的开关电源电路设计防雷击和浪涌是电路设计中必须要考虑的重要因素，它们可以对电气设备和电子元件造成严重的损害。
下面将介绍一种针对防雷击和浪涌的开关电源电路设计。
开关电源是一种将交流电转换为稳定输出直流电的电源。
在设计开关电源时，需要考虑输入端的防雷击和浪涌保护。
防雷击保护主要考虑雷电产生的高压瞬态脉冲对电路带来的损害。
为了降低这种损害，可以采用以下措施：1.使用射频滤波器：在输入端加入适当的射频滤波器可以减少高频噪声和干扰。
这些滤波器可以阻止雷击电流进入电路，保护负载电路免受雷击的影响。
2.使用整流器和大容量电容：在输入端加入整流器和大容量电容可以对电路进行平滑滤波，减少电路中的纹波电流。
这可以保护电路免受雷击电流的影响。
3.使用继电器：在输入端加入一个继电器可以在雷击发生时隔离电路。
当雷击产生时，继电器可以迅速切断电源电路，保护电路免受雷击的影响。
在设计开关电源时，浪涌保护也是一个重要的考虑因素。
浪涌是指短时间内大电流脉冲通过电路。
为了防止浪涌对电路造成的损害，可以采取以下措施：1.使用过电压保护器：过电压保护器可以检测并限制过电压的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过电压保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
2.使用过流保护器：过流保护器可以检测并限制过大的电流。
当浪涌电流超过设定值时，过流保护器会迅速切断电路，保护电路免受浪涌的影响。
3.使用TVS二极管：TVS二极管可作为浪涌保护器，可以在系统发生浪涌时迅速反应并引导过电流。
TVS二极管用作浪涌保护器时，在未触发时表现为开路状态，当瞬态电压超过其额定电压时，TVS二极管将变为低阻抗状态，并通过引导大电流来保护电路。
综上所述，防雷击浪涌保护开关电源电路设计需要综合考虑多个因素，包括射频滤波器、整流器和大容量电容、继电器、过电压保护器、过流保护器和TVS二极管等。
这些措施可以有效地保护电路免受雷击和浪涌的影响。
开关电源浪涌吸收方法资料
开关电源的冲击电流控制方法开关电源的输入一般有滤波器来减小电源反馈到输入的纹波，输入滤波器一般有电容和电感组成∏形滤波器，图1. 和图2. 分别为典型的AC/DC电源输入电路和DC/DC电源输入电路。
由于电容器在瞬态时可以看成是短路的，当开关电源上电时，会产生非常大的冲击电流，冲击电流的幅度要比稳态工作电流大很多，如对冲击电流不加以限制，不但会烧坏保险丝，烧毁接插件，还会由于共同输入阻抗而干扰附近的电器设备。
图3.通信系统的最大冲击电流限值（AC/DC电源）图4.通信系统在标称输入电压和最大输出负载时的冲击电流限值（DC/DC电源）欧洲电信标准协会(the European Telecommunications Standards Institute)对用于通信系统的开关电源的冲击电流大小做了规定，图3为通信系统用AC/DC电源供电时的最大冲击电流限值[4]，图4为通信系统在DC/DC电源供电，标称输入电压和最大输出负载时的最大冲击电流限值[5]。
图中It为冲击电流的瞬态值，Im为稳态工作电流。
冲击电流的大小由很多因素决定，如输入电压大小，输入电线阻抗，电源内部输入电感及等效阻抗，输入电容等效串连阻抗等。
这些参数根据不同的电源系统和布局不同而不同，很难进行估算，最精确的方法是在实际应用中测量冲击电流的大小。
在测量冲击电流时，不能因引入传感器而改变冲击电流的大小，推荐用的传感器为霍尔传感器。
2. AC/DC开关电源的冲击电流限制方法2.1 串连电阻法对于小功率开关电源，可以用象图5的串连电阻法。
如果电阻选得大，冲击电流就小，但在电阻上的功耗就大，所以必须选择折衷的电阻值，使冲击电流和电阻上的功耗都在允许的范围之内。
图5. 串连电阻法冲击电流控制电路（适用于桥式整流和倍压电路，其冲击电流相同）串连在电路上的电阻必须能承受在开机时的高电压和大电流，大额定电流的电阻在这种应用中比较适合，常用的为线绕电阻，但在高湿度的环境下，则不要用线绕电阻。
24V开关电源的几种保护电路
24V开关电源常用的几种保护电路1.防浪涌软启动电路24V开关电源的输入电路大都采用电容滤波型整流电路，在进线电源合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零，电容器充电瞬间会形成很大的浪涌电流，特别是大功率开关电源，采用容量较大的滤波电容器，使浪涌电流达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的浪涌电流，重者往往会导致输入熔断器烧断或合闸开关的触点烧坏，整流桥过流损坏；轻者也会使空气开关合不上闸。
上述现象均会造成开关电源无法正常工作，为此几乎所有的开关电源都设置了防止流涌电流的软启动电路，以保证电源正常而可靠运行。
2.过压、欠压及过热保护电路进线电源过压及欠压对开关电源造成的危害，主要表现在器件因承受的电压及电流应力超出正常使用的范围而损坏，同时因电气性能指标被破坏而不能满足要求。
因此对输入电源的上限和下限要有所限制，为此采用过压、欠压保护以提高电源的可靠性和安全性。
温度是影响电源设备可靠性的最重要因素。
根据有关资料分析表明，电子元器件温度每升高2℃，可靠性下降10％，温升50℃时的工作寿命只有温升25℃时的1/6，为了避免功率器件过热造成损坏，在开关电源中亦需要设置过热保护电路。
3.缺相保护电路由于电网自身原因或电源输入接线不可靠，24V开关电源有时会出现缺相运行的情况，且掉相运行不易被及时发现。
当电源处于缺相运行时，整流桥某一臂无电流，而其它臂会严重过流造成损坏，同时使逆变器工作出现异常，因此必须对缺相进行保护。
检测电网缺相通常采用电流互感器或电子缺相检测电路。
由于电流互感器检测成本高、体积大，故开关电源中一般采用电子缺相保护电路。
图5是一个简单的电子缺相保护电路。
三相平衡时，R1～R3结点H电位很低，光耦合输出近似为零电平。
当缺相时，H点电位抬高，光耦输出高电平，经比较器进行比较，输出低电平，封锁驱动信号。
比较器的基准可调，以便调节缺相动作阈值。
该缺相保护适用于三相四线制，而不适用于三相三线制。
电路稍加变动，亦可用高电平封锁PWM信号。
防浪涌电路、开关电源和显示装置[实用新型专利]
![防浪涌电路、开关电源和显示装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/b9bad76802d276a201292e77.png)
专利名称：防浪涌电路、开关电源和显示装置专利类型：实用新型专利
发明人：郝寅生,苏簪斗,胡朝晖,张鑫
申请号：CN201620202057.4
申请日：20160316
公开号：CN205584006U
公开日：
20160914
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开一种防浪涌电路、开关电源和显示装置，其中，防浪涌电路包括电源检测电路及MOS管开关电路；MOS管开关电路具有电源输入端和电源输出端，电源检测电路的检测端与MOS管开关电路的电源输入端连接，电源检测电路的控制端与MOS管开关电路的第一受控端连接；电源检测电路用于在检测到MOS管开关电路的电源输入端有电源输入时，控制MOS管开关电路导通，以输出电源。
本实用新型技术方案具有可靠性高的特点。
申请人：深圳市创维群欣安防科技股份有限公司
地址：518031 广东省深圳市龙岗区宝龙工业城宝龙六路1号
国籍：CN
代理机构：深圳市世纪恒程知识产权代理事务所
代理人：胡海国
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开关电源常用保护电路图及软启动保护电路图
开关电源常用保护电路-过热、过流、过压以及软启动保护电路1 引言随着科学技术的发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电子设备都离不开可靠的电源,因此直流开关电源开始发挥着越来越重要的作用,并相继进入各种电子、电器设备领域,程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了直流开关电源 . 同时随着许多高新技术,包括高频开关技术、软开关技术、功率因数校正技术、同步整流技术、智能化技术、表面安装技术等技术的发展,开关电源技术在不断地创新,这为直流开关电源提供了广泛的发展空间 . 但是由于开关电源中控制电路比较复杂,晶体管和集成器件耐受电、热冲击的能力较差,在使用过程中给用户带来很大不便.为了保护开关电源自身和负载的安全,根据了直流开关电源的原理和特点,设计了过热保护、过电流保护、过电压保护以及软启动保护电路.2 开关电源的原理及特点2.1 工作原理直流开关电源由输入部分、功率转换部分、输出部分、控制部分组成.功率转换部分是开关电源的核心,它对非稳定直流进行高频斩波并完成输出所需要的变换功能.它主要由开关三极管和高频变压器组成.图 1 画出了直流开关电源的原理图及等效原理框图,它是由全波整流器,开关管V ,激励信号,续流二极管 Vp ,储能电感和滤波电容 C 组成.实际上,直流开关电源的核心部分是一个直流变压器.2.2 特点为了适应用户的需求,国内外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件,特别是通过改善二次整流器件的损耗,并在功率铁氧体( Mn-Zn )材料上加大科技创新,以提高在高频率和较大磁通密度下获得高的磁性能,同时 SMT 技术的应用使得开关电源取得了长足的进展,在电路板两面布置元器件,以确保开关电源的轻、小、薄.因此直流开关电源的发展趋势是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化.直流开关电源的缺点是存在较为严重的开关干扰,适应恶劣环境和突发故障的能力较弱.由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料技术与一些技术先进国家还有一定的差距,因此直流开关电源的制作技术难度大、维修麻烦和造价成本较高,3 直流开关电源的保护基于直流开关电源的特点和实际的电气状况,为使直流开关电源在恶劣环境及突发故障情况下安全可靠地工作,本文根据不同的情况设计了多种保护电路.3.1 过电流保护电路在直流开关电源电路中,为了保护调整管在电路短路、电流增大时不被烧毁.其基本方法是,当输出电流超过某一值时,调整管处于反向偏置状态,从而截止,自动切断电路电流.如图 2 所示,过电流保护电路由三极管 BG2 和分压电阻R4 、 R5 组成.电路正常工作时,通过 R4 与 R5 的分压作用,使得 BG2 的基极电位比发射极电位低,发射结承受反向电压.于是 BG2 处于截止状态(相当于开路),对稳压电路没有影响.当电路短路时,输出电压为零, BG2 的发射极相当于接地,则 BG2 处于饱和导通状态(相当于短路),从而使调整管 BG1 基极和发射极近于短路,而处于截止状态,切断电路电流,从而达到保护目的.3.2 过电压保护电路直流开关电源中开关稳压器的过电压保护包括输入过电压保护和输出过电压保护.如果开关稳压器所使用的未稳压直流电源(诸如蓄电池和整流器)的电压如果过高,将导致开关稳压器不能正常工作,甚至损坏内部器件,因此开关电源中有必要使用输入过电压保护电路.图 3 为用晶体管和继电器所组成的保护电路,在该电路中,当输入直流电源的电压高于稳压二极管的击穿电压值时,稳压管击穿,有电流流过电阻 R ,使晶体管 T 导通,继电器动作,常闭接点断开,切断输入.输入电源的极性保护电路可以跟输入过电压保护结合在一起,构成极性保护鉴别与过电压保护电路.3.3 软启动保护电路开关稳压电源的电路比较复杂,开关稳压器的输入端一般接有小电感、大电容的输入滤波器.在开机瞬间,滤波电容器会流过很大的浪涌电流,这个浪涌电流可以为正常输入电流的数倍.这样大的浪涌电流会使普通电源开关的触点或继电器的触点熔化,并使输入保险丝熔断.另外,浪涌电流也会损害电容器,使之寿命缩短,过早损坏.为此,开机时应该接入一个限流电阻,通过这个限流电阻来对电容器充电.为了不使该限流电阻消耗过多的功率,以致影响开关稳压器的正常工作,而在开机暂态过程结束后,用一个继电器自动短接它,使直流电源直接对开关稳压器供电,这种电路称之谓直流开关电源的“ 软启动” 电路 .如图 4 ( a )所示在电源接通瞬间,输入电压经整流桥( D1 ~ D4 )和限流电阻 R1 对电容器 C 充电,限制浪涌电流.当电容器 C 充电到约 80 %额定电压时,逆变器正常工作.经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号,使晶闸管导通并短路限流电阻 R1 ,开关电源处于正常运行状态.为了提高延迟时间的准确性及防止继电器动作抖动振荡,延迟电路可采用图 4 ( b )所示电路替代 RC 延迟电路.3.4 过热保护电路直流开关电源中开关稳压器的高集成化和轻量小体积,使其单位体积内的功率密度大大提高,因此如果电源装置内部的元器件对其工作环境温度的要求没有相应提高,必然会使电路性能变坏,元器件过早失效.因此在大功率直流开关电源中应该设过热保护电路.本文采用温度继电器来检测电源装置内部的温度,当电源装置内部产生过热时,温度继电器就动作,使整机告警电路处于告警状态,实现对电源的过热保护.如图5 ( a )所示,在保护电路中将 P 型控制栅热晶闸管放置在功率开关三极管附近,根据 TT102 的特性(由 Rr 值确定该器件的导通温度, Rr 越大,导通温度越低),当功率管的管壳温度或者装置内部的温度超过允许值时,热晶闸管就导通,使发光二极管发亮告警.倘若配合光电耦合器,就可使整机告警电路动作,保护开关电源.该电路还可以设计成如图 5 ( b )所示,用作功率晶体管的过热保护,晶体开关管的基极电流被 N 型控制栅热晶闸管 TT201 旁路,开关管截止,切断集电极电流,防止过热.4 小结文中主要讨论了直流开关电源内部器件的各种保护方式,并介绍了一些具体电路.对一个给定的直流开关电源来说,保护电路是否完善并按预定设置工作,对电源装置的安全性和可靠性至关重要.因为开关电源的保护方案和电路结构具有多样性,所以对具体电源装置而言,应选择合理的保护方案和电路结构.在实际应用中,通常选用几种保护方式加以组合的方式构成完善的保护系统,确保直流开关电源的正常工作.。
开关电源防浪涌电路
1 引言开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形2 常用软起动电路(1)采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路(2)采用电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥和限流电阻R 对电容器C充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
图3 采用电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
(3)具有断电检测的电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
防浪涌电路图
防浪涌电路图
浪涌电流指电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。
由于输入滤波电容迅速充电，所以该峰值电流远远大于稳态输入电流。
电源应该限制AC开关、整流桥、保险丝、EMI滤波器件能承受的浪涌水平。
反复开关环路，AC 输入电压不应损坏电源或者导致保险丝烧断。
浪涌电流也指由于电路异常情况引起的使结温超过额定结温的不重复性最大正向过载电流。
浪涌电流抑制电路----开关电源浪涌抑制电路
开关电源在加电时，会产生较高的浪涌电流，因此必须在电源的输入端安装防止浪涌电流的软启动装置，才能有效地将浪涌电流减小到允许的范围内。
浪涌电流主要是由滤波电容充电引起，在开关管开始导通的瞬间，电容对交流呈现出较低的阻抗。
如果不采取任何保护措施，浪涌电流可接近数百A。
开关电源的输入一般采用电容整流滤波电路如图2所示，滤波电容C可选用低频或高频电容器，若用低频电容器则需并联同容量高频电容器来承担充放电电流。
图中在整流和滤波之间串入的限流电阻Rsc是为了防止浪涌电流的冲击。
合闸时Rsc限制了电容C的充电电流，经过一段时间，C上的电压达到预置值或电容C1上电压达到继电器T动作电压时，Rsc被短路完成了启动。
同时还可以采用可控硅等电路来短接Rsc。
当合闸时，由于可控硅截。
开关电源的防浪涌电路
开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形2 常用软起动电路(1)采用功率热敏电阻电路热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路(2)采用SCR R电路该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1 VD4和限流电阻R对电容器C 充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
图3 采用SCR R电路这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
(3)具有断电检测的SCR R电路该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
开关电源浪涌电流标准
开关电源浪涌电流标准在现代电子设备的使用中，开关电源已经成为了主流。
然而，随之而来的问题是开关电源在切换过程中产生的浪涌电流，这可能会对设备造成损害。
因此，制定开关电源浪涌电流标准是非常重要的。
首先，我们需要了解什么是浪涌电流。
浪涌电流是指在电路中由于电感、电容、电阻等元件的突然变化而产生的瞬时电流。
在开关电源中，由于开关管的导通和关断，电路中会产生瞬时的电压和电流的变化，从而导致浪涌电流的产生。
这种浪涌电流可能会对设备的电子元件造成损害，比如电容器、二极管等。
因此，制定开关电源浪涌电流标准是为了保护设备的安全和稳定运行。
在制定开关电源浪涌电流标准时，需要考虑以下几个方面：首先，需要考虑设备的类型和用途。
不同类型的设备对浪涌电流的容忍程度是不同的，比如工业设备对浪涌电流的容忍程度要高于家用电器。
因此，制定标准时需要根据设备的类型和用途来制定相应的浪涌电流标准。
其次，需要考虑设备的工作环境。
比如在工业环境中，电源系统可能会受到较大的干扰，因此对浪涌电流的容忍程度要高于一般的家用环境。
因此，制定标准时需要考虑设备的工作环境，以确保设备在各种环境下都能够稳定运行。
另外，还需要考虑设备的安全性能。
制定开关电源浪涌电流标准的目的之一就是为了保护设备的安全性能，因此在制定标准时需要考虑设备的安全性能指标，以确保设备在工作过程中不会受到损坏。
最后，需要考虑标准的实施和监督。
制定了开关电源浪涌电流标准之后，需要建立相应的实施和监督机制，以确保标准能够得到有效执行，从而保障设备的安全和稳定运行。
综上所述，制定开关电源浪涌电流标准是非常重要的，它关乎设备的安全和稳定运行。
在制定标准时，需要考虑设备的类型和用途、工作环境、安全性能等方面，以确保标准的科学性和实用性。
同时，还需要建立相应的实施和监督机制，以确保标准能够得到有效执行。
只有这样，我们才能更好地保护设备的安全和稳定运行。
详解3大保护电路：浪涌保护、过流保护、过压保护
详解3大保护电路：浪涌保护、过流保护、过压保护
对于开关电源而言, 安全、可靠性历来被视为重要的性能之一. 开关电源在电气技术指标满足电子设备正常使用要求的条件下, 还要满足外界或自身电路或负载电路出现故障的情况下也能安全可靠地工作. 为此, 须有多种保护措施. 对保护电路的特点分析, 对存在不足期待克服, 希望设计出更安全、更可靠的保护电路。
一、浪涌电流电路剖析
浪涌电流是由于电压突变所引起. 如电子设备在第一次加电压时, 由于大容量电源电容器充电引起的涌入初始电流——开机浪涌电流; 又如直击雷、感应雷沿着电源线进入开关电源的突变电压所产生瞬态电流雷浪涌电流. 浪涌电流上升时间非常快, 持续时间非常短, 破坏作用非常大. 为防止或减轻浪涌电流的破坏, 设置抑制浪涌电流或将浪涌电流转移到地线等方式来保护开关电源避免浪涌电流的损害。
1）启动限流保护
开关电源的初级整流电路有大容量滤波电容,开机瞬间整流管向这些大电容充电, 使整流管瞬时电流超过额定值. 为减小开机启动限流( 浪涌电流) ,开关电源通常都设有抗冲击电路. 如图1 电路, 在开机瞬间, 开关电源变压器的3、4 绕组电压为0V, VD5截止, 晶闸管VD6 的G、K 极间电压为0V, VD6 截止.充电电流路径: AC220V→VD1- 4 正极→大电容C1→地→R2→VD1- 4 负极. 由于R2 有阻碍大电流作用( 一般设为3. 3Ω）因此能有效限制开机浪涌电流.。
开关电源浪涌防护原理
开关电源浪涌防护原理
开关电源浪涌防护是利用电子器件和电路在极短的时间内导通并分
流的特性，在电源电压突然上升或者下降的情况下，防止电流过大而损害设备。
这种防护方式通常使用瞬态抑制二极管（TVS）、压敏电阻（MOV）、气体放电管等防护器件，以及电感和电阻作为隔开器件。
根据防护方式的不同，开关电源的浪涌防护可以分为电压开关型、限压型及组合型。
其中，电压开关型浪涌保护器主要用于泄放雷电能量，而限压型浪涌保护器则主要用于限制过电压。
对于1KV浪涌，使用100uH的电感和10d470的MOV，可以有效控制浪涌电压和电流。
通过选择合适的参数和器件，开关电源浪涌防护能够在极短时间内阻止过大的电流冲击，从而保障设备的安全。
防雷击浪涌的开关电源电路设计
防雷击浪涌的开关电源电路设计序言随着城市经济的发展，感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。
一般建筑物上的避雷针只能预防直击雷，而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及电子仪表等用电设备。
特别是太阳能控制仪表，由于太阳能安装位置的特殊情况，其使用稳定性是广大开发人员一直关注的重点。
瞬间高电压的雷击浪涌以及信号系统浪涌是引起仪表稳定性差的重要原因，信号系统浪涌电压的主要来源是感应雷击、电磁干扰(EMI)、无线电干扰和静电干扰。
金属物体(如电话线) 受到这些干扰信号的影响，会使传输中的数据产生误码，影响传输的准确性和传输速率。
如何设计防雷电路成为仪表研发的关键问题。
雷击浪涌分析最常见的电子设备危害不是由于直接雷击引起的，而是由于雷击发生时在电源和通讯线路中感应的电流浪涌引起的。
一方面由于电子设备内部结构高度集成化 (VLSI芯片)，从而造成设备耐压、耐过电流的水平下降，对雷电(包括感应雷及操作过电压浪涌)的承受能力下降，另一方面由于信号来源路径增多，系统较以前更容易遭受雷电波侵入。
浪涌电压可以从电源线或信号线等途径窜入电脑设备，我们就这两方面分别讨论：1)电源浪涌电源浪涌并不仅源于雷击，当电力系统出现短路故障、投切大负荷时都会产生电源浪涌，电网绵延千里，不论是雷击还是线路浪涌发生的几率都很高。
当距你几百公里的远方发生了雷击时，雷击浪涌通过电网光速传输，经过变电站等衰减，到你的电脑时可能仍然有上千伏，这个高压很短，只有几十到几百个微秒，或者不足以烧毁电脑，但是对于电脑内部的半导体元件却有很大的损害，正象旧音响的杂音比新的要大是因为内部元件受到损害一样，随着这些损害的加深，电脑也逐渐变的越来越不稳定，或有可能造成您重要数据的丢失。
美国GE公司测定一般家庭、饭店、公寓等低压配电线(110V)在10 000小时(约一年零两个月)内在线间发生的超出原工作电压一倍以上的浪涌电压次数达到800余次，其中超过1000V的就有300余次。
开关电源开机浪涌电流的解析与应对方案
开关电源开机浪涌电流的解析与应对方案作者：于莉刘海波李凤军武宪文来源：《科学与财富》2015年第24期摘要：本文分析了开关电源开机输入浪涌电流产生原因，并针对开关电源的开机输入浪涌电流产生原因提出了抑制浪涌电流的应对方案。
关键词：浪涌电流；二次浪涌电流；抑制；冲击；输入回路0 引言开关电源具有效率高、体积小、重量轻的优点。
所以其应用的场合越来越多。
但有一个普遍的问题困扰着开关电源设计者，那就是开机输入浪涌电流问题。
本文就开关开机浪涌电流产生的原因进行了分析。
同时也提出抑制开机输入浪涌电流的有效应对方案。
1.开机输入浪涌电流产生的原因开关电源的核心部分为DC/DC变换电路。
对于DC/DC变换电路的输入端要加入较大的滤波电容器C11。
因为电容器在输入未接通之前，其上的电压为零或接近于零。
所以在接通输入电源时，输入电源会为这个电容器充电。
其充电特性实际在开机浪涌电流这个现象上，我们主要关注的是充电的初始阶段，因为这个阶段的电流是最大的，也就是这个电流造成了开机浪涌电流。
电容充电电流大小取决于充电回路的阻抗R及输入电压。
充电回路阻抗越小，则浪涌电路越大。
输入电压越高，则浪涌电流越大。
在未加入浪涌抑制电路的输入回路中，其阻抗主要为电容器的等效电阻ESR，而通常ESR只有毫欧的级别。
对于较为通用的AC220V输入的开关电源来说，其峰值电压约为300V，所以电容器的初始充电电流即开机浪涌电流是非常大的。
2.开机浪涌电流的危害通过以上的分析，如果没有开机浪涌电流抑制电路，对于以市电作为输入的开关电源来说，在开机时会产生上百安培甚至近千安培的浪涌电流。
这样大的电流会对输入回路及电网产生严重的冲击。
主要表现为以下几个环节。
1）输入回路的保护单元误动作。
这个冲击电流完会使空气开关不能合闸，甚至造成开关触点的粘连，而使空气开关失效。
同理对于输入回路的保险丝，这个浪涌电流的冲击，会迅速使其熔断，甚至炸裂。
2）对输入回路电子元器件的电流冲击。
开关电源浪涌电压标准
开关电源浪涌电压标准一、概述本标准旨在规定开关电源的浪涌电压要求，包括输入电压浪涌、输出电压浪涌、电源内部浪涌抑制、雷击浪涌测试、操作过电压测试、电磁兼容性要求、绝缘电阻和电气强度、温升和耐热性能、安全认证和标识以及环境适应性要求等方面。
二、输入电压浪涌输入电压浪涌是指电源输入端出现的瞬间电压波动，可能由电网波动、雷击等原因引起。
为了确保电源的正常工作，输入电压浪涌应符合以下要求：1.电源应能够在输入电压浪涌达到±10%的范围内正常工作。
2.在可能出现较大波动的情况下，电源应能够在输入电压浪涌达到±15%的范围内正常工作。
三、输出电压浪涌输出电压浪涌是指电源输出端出现的瞬间电压波动，可能由负载突变、开关操作等因素引起。
为了确保负载的正常工作，输出电压浪涌应符合以下要求：1.电源应能够在输出电压浪涌达到±20%的范围内正常工作。
2.在可能出现较大波动的情况下，电源应能够在输出电压浪涌达到±30%的范围内正常工作。
四、电源内部浪涌抑制电源内部浪涌抑制是指电源具备的抑制浪涌电压的能力。
为了保护电源自身和负载免受浪涌电压的影响，电源内部浪涌抑制应符合以下要求：1.电源应具备有效的内部浪涌抑制电路，以降低输入和输出端的浪涌电压。
2.电源应能够在雷击等极端情况下有效抑制浪涌电压，确保设备安全。
五、雷击浪涌测试雷击浪涌测试是模拟电源在遭受雷击时的性能表现。
为了确保电源在雷击情况下的正常运行和安全性，雷击浪涌测试应符合以下要求:1.电源应能够承受±5000V的雷击电压，不会出现损坏或功能异常。
2.在雷击浪涌测试过程中，电源应能够保持稳定的输出电压，确保负载的正常工作。
六、操作过电压测试操作过电压测试是检验电源在操作过程中出现的瞬间高电压的情况下的性能表现。
为了确保电源在操作过程中的稳定性和安全性，操作过电压测试应符合以下要求：1.电源应能够在操作过电压达到2倍额定电压的情况下正常工作。
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开关电源模块的输入电路大都采用整流加电容滤波电路。
在输入电路合闸瞬间，由于电容器上的初始电压为零会形成很大的瞬时冲击电流(如图1所示)，特别是大功率开关电源，其输入采用较大容量的滤波电容器，其冲击电流可达100A以上。
在电源接通瞬间如此大的冲击电流幅值，往往会导致输入熔断器烧断，有时甚至将合闸开关的触点烧坏，轻者也会使空气开关合不上闸，上述原因均会造成开关电源无法正常投入。
为此几乎所有的开关电源在其输入电路设置防止冲击电流的软起动电路，以保证开关电源模块正常而可靠的运行。
图1 合闸瞬间滤波电容电流波形
2 常用软起动电路
(1)采用功率热敏电阻电路
热敏电阻防冲击电流电路如图2所示。
它利用热敏电阻的Rt的负温度系数特性，在电源接通瞬间，热敏电阻的阻值较大，达到限制冲击电流的作用;当热敏电阻流过较大电流时，电阻发热而使其阻值变小，电路处于正常工作状态。
采用热敏电阻防止冲击电流一般适用于小功率开关电源，由于热敏电阻的热惯性，重新恢复高阻需要时间，故对于电源断电后又需要很快接通的情况，有时起不到限流作用。
图2 采用热敏电阻电路
(2)采用SCR R电路
该电路如图3所示。
在电源瞬时接通时，输入电压经整流桥VD1VD4和限流电阻R对电容器C 充电。
当电容器C充电到约80%的额定电压时，逆变器正常工作，经主变压器辅助绕组产生晶闸管的触发信号，使晶闸管导通并短路限流电阻R，开关电源处于正常运行状态。
图3 采用SCR R电路
这种限流电路存在如下问题：当电源瞬时断电后，由于电容器C上的电压不能突变，其上仍有断电前的充电电压，逆变器可能还处于工作状态，保持晶闸管继续导通，此时若马上重新接通输入电源，会同样起不到防止冲击电流的作用。
(3)具有断电检测的SCR R电路
该电路如图4所示。
它是图3的改进型电路，VD5、VD6、VT1、RB、CB组成瞬时断电检测电路，时间常数RBCB的选取应稍大于半个周期，当输入发生瞬间断电时，检测电路得到的检测信号，关闭逆变器功率开关管VT2的驱动信号，使逆变器停止工作，同时切断晶闸管SCR的门极触发信号，确保电源重新接通时防止冲击电流。
图4 具有断电检测的SCR R电路
(4)继电器K1与电阻R构成的电路
该电路原理图如图5所示。
电源接通时，输入电压经限流电阻R1对滤波电容器C1充电，同时辅助电源VCC经电阻R2对并接于继电器K1线包的电容器C2充电，当C2上的充电电压达到继电器的动作电压时，K1动作，旁路限流电阻R1，达到瞬时防冲击电流的作用。
通常在电源接通之后，继电器K1动作延时0.3～0.5秒，否则限流电阻R1因通流时间过长会烧坏。
图5 由继电器与电阻构成的电路
然而这种简单的RC延迟电路在考虑到继电器吸合电压时还必须顾及流过线包的电流，一般电阻的阻值较小而电容的容量较大，延迟时间很难准确控制，这主要是电容容量的误差和漏电流造成，需要仔细地挑选和测试。
同时继电器的动作阈值取决于电容器C2上的充电电压，继电器的动作电压会抖动及振荡，造成工作不可靠。
(5)采用定时触发器的继电器与限流电阻的电路
该电路如图6所示(仅画出定时电路，主电路同图5)，它是图5的改进型电路。
电源接通时，输入电压经整流桥和限流电阻R1对C1充电，同时定时时基电路555的定时电容C2由辅助电源经定时电阻R2开始充电，经0.3秒后，集成电路555的2端电压低于二分之一模块电源电压，其输出端3输出高电平，VT2导通，继电器K1动作，限流电阻R1被旁路，直流供电电压对C1继续充电而达到额定值，逆变器处于正常工作状态。
由于该电路在RC延迟定时电路与继电器之间插入了单稳态触发器和电流放大器，确保继电器动作干脆、可靠，有效地起到防止冲击电流的效果，而不会像图5电路那样由于继电器动作的不可靠性而烧坏限流电阻及继电器的自身触点。
图6 定时电路
(6)过零触发的光耦可控硅与双向可控硅构成的电路
该电路如图7所示。
集成稳压器输出稳定的5V电压，为软起动电路提供电源电压。
晶体管VT1、反相器IC2构成过零触发电路，IC1555构成单稳态触发器，R1、C1为定时周期，但因5端至1端接有延迟电路R2、C2，所以555是逐步达到满周期的。
当电网电压过零时，晶体管VT1截止，反相器IC2输出低电平，起动定时电路555工作，软起动延迟时间由时间常数R1C1及R2C2共同决定。
图7 过零触发的光耦可控硅与双向可控硅构成的电路。