這是我們討論浪涌電流系列文章中的一篇。在之前的文章中，我們已經(jīng)介紹了浪涌電流的基礎(chǔ)知識(shí)和各種類型的浪涌保護(hù)電路。浪涌電流保護(hù)最常見(jiàn)的方法是使用NTC熱敏電阻，因此在本文中，我們將討論更多關(guān)于NTC熱敏電阻以及如何在您的設(shè)計(jì)中使用NTC熱敏電阻來(lái)防止浪涌電流。這種類型的NTC涌流限制電路通?？梢栽贏C-DC轉(zhuǎn)換器或SMPS電路等電源單元中找到。隨著涌流保護(hù)，設(shè)計(jì)師還包括許多其他類型的保護(hù)電路在他們的設(shè)計(jì);我們已經(jīng)介紹了各種保護(hù)電路，例如：

?過(guò)電壓保護(hù)

?過(guò)流保護(hù)

?反極性保護(hù)

?短路保護(hù)

簡(jiǎn)單的成本效益涌流保護(hù)電路

雖然NTC是一種廣泛使用的方法來(lái)對(duì)抗由于負(fù)載的高輸入電容而產(chǎn)生的浪涌啟動(dòng)電流。更傳統(tǒng)和直接的方法是在負(fù)載和輸入電源之間串聯(lián)一個(gè)固定電阻。讓我們快速通過(guò)這種方法來(lái)了解這種方法的缺點(diǎn)，這導(dǎo)致了NTC的流行?？紤]下面的圖像，其中一個(gè)電阻串聯(lián)連接在源電源和負(fù)載之間。

上述電路可以在低成本的SMPS或電源模塊中找到。這是一個(gè)正常的和最便宜的方式來(lái)處理涌流。由于電阻器被用作控制輸入的主要部件，它充當(dāng)浪涌電流限制器，但這不是將大電流負(fù)載與電源連接的正確方式。為什么?

很明顯，在電路的正常狀態(tài)下，電阻器在阻擋涌流的同時(shí)也在抵抗正常電流的流動(dòng)。因此，當(dāng)電阻器的值固定時(shí)，流過(guò)電阻器的恒流將耗散大量的功率，從而影響電路的整體效率。

最糟糕的部分是，如果負(fù)載電路消耗了大量的功率，流過(guò)電阻的電流將會(huì)增加，通過(guò)電阻的功耗也會(huì)增加，效率最終會(huì)降低。越來(lái)越多的功率需要在電阻上耗散，需要一個(gè)更大瓦數(shù)的電阻來(lái)滿足功率要求。更不用說(shuō)，現(xiàn)在很清楚，在高功率電路中包括一個(gè)電阻作為浪涌電流限制器并不是一個(gè)好的選擇。

但是，如果采用一種特殊類型的電阻，可以在電路啟動(dòng)時(shí)提供高電阻，在電路正常狀態(tài)下提供低電阻，那么效率將明顯提高，功耗將非常小。這正是全國(guó)過(guò)渡委員會(huì)的工作。NTC在啟動(dòng)時(shí)提供高電阻，在電路正常狀態(tài)時(shí)提供低電阻。

如何使用NTC進(jìn)行涌流

正如我們之前所討論的，NTC是一種特殊類型的電阻元件，在啟動(dòng)條件下提供高電阻，但在電路正常狀態(tài)下提供低電阻。

NTC表示負(fù)溫度系數(shù)。溫度和電阻有直接的關(guān)系。如果溫度稍微升高，則電阻明顯降低。這是處理限制浪涌電流的有用特性。在第一次上電的情況下，當(dāng)負(fù)載第一次從電源獲得功率時(shí)，NTC在正常環(huán)境溫度下充當(dāng)高值電阻，從而有效地阻斷進(jìn)入電路的涌流。

經(jīng)過(guò)很短的時(shí)間，當(dāng)大電流流過(guò)NTC時(shí)，NTC內(nèi)部溫度略有升高，最終影響電阻。電阻顯著降低，并與負(fù)載和電源形成直接路徑。由于在正常工作狀態(tài)下電阻較低，因此降低了功耗，提高了效率。

NTC浪涌限流電路

通常，當(dāng)高值容性負(fù)載與電源連接時(shí)，在電源單元的正極線之間添加NTC。

但在交流電源單元或SMPS的情況下，NTC在橋式整流二極管之前連接在熱線中。我們已經(jīng)制作了一些使用NTC和浪涌限流器的SMPS或電源電路。

選擇正確的NTC值

選擇浪涌限流器的計(jì)算是確定峰值電壓和峰值電流。由于NTC是一個(gè)電阻器，歐姆定律足以適應(yīng)NTC電阻的值。

根據(jù)歐姆定律，R = V/I這種情況也是成立的。NTC電阻=峰值電壓/峰值涌流。例如，在交流230V時(shí)，vrm的電壓可達(dá)300V。在這個(gè)Vrms中，要阻斷30A的峰值涌流，需要10歐姆的NTC。

NTC浪涌限流電路的測(cè)試

為了評(píng)估浪涌電流的影響，在電源單元上連接一個(gè)容性負(fù)載。測(cè)試是在面包板和10歐姆NTC上完成的。電路如下圖所示。

電阻R1用作分流電阻來(lái)計(jì)算峰值電流。當(dāng)電流流過(guò)電阻器時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生電壓降。一個(gè)額外的示波器連接在這個(gè)電阻上，以檢查電阻上的電壓降，如下所示

電壓降可以再次使用歐姆定律來(lái)確定，其中電流=電壓/電阻。在我們的例子中，我們使用了1歐姆的電阻，因此，流過(guò)這個(gè)電阻的1A電流將產(chǎn)生1V的電壓降。NTC通過(guò)電路的正極線連接。

電阻R2是一個(gè)負(fù)載電阻，用于電容器的快速放電。電容器為100uF 50V通用電容器。由于浪涌電流發(fā)生得非?？?，持續(xù)時(shí)間很短，因此使用示波器的觸發(fā)功能。

在測(cè)試沒(méi)有NTC的電路后，通過(guò)電阻的峰值電流如下圖所示

示波器設(shè)為每分1V，峰值電壓為4.2V。因此記錄峰值電流為4.2A。這是9V電源單元通過(guò)100uF 50V電容連接時(shí)的浪涌電流。

因此，為了阻止這種情況，在電路的正電源上連接一個(gè)10歐姆的NTC。下面圖片所示的輸出

示波器設(shè)置保持不變，源電壓為9V，但浪涌峰值電流顯著降低到近500mA。

本文編譯自circuitdigest