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大功率电源低温启动问题改善

一、问题描述

较大功率的电源(60W以上),若需求工作温度范围下限为-40℃,则容易出现电源在-40℃环境下低电压输入(90Vac)无法正常带载启动的现象。

二、原因分析及改进对策

愿因:输入端热敏电阻低温阻值过大

一般的,为保证电源开机INRUSH电流值满足客户限值要求,在电源的输入端均需串接热敏电阻,电阻值从1欧姆至10欧姆不等。此热敏电阻在低温的环境下,其阻值会指数性增大。例如3欧姆热敏电阻,其-40℃的阻值会增大至约35欧姆。电源带满载开机,输入电流在热敏电阻上的压降达到几十伏特,使得后端电压不足,电源无法正常启动。

改进对策:

方法一、增加继电器

利用继电器短路热敏电阻可以有效规避热敏电阻低温下阻值增大的问题,但缺点为继电器空载功耗大,而且器件成本较高。因此此方法适用于对能效或成本压力不大的场合,多用于250W以上的电源设计。

方法二、热敏电阻并联定值绕线电阻

为兼顾INRUSH电流及低温启动性能,可以将单一的热敏电阻替换为热敏电阻并联定值绕线电阻,利用绕线电阻阻值不随温度变化的特性,保证整流桥堆前电路的阻抗不会在低温环境下急剧增大,从未保证电源顺利启动。

实际上,低温启动问题除热敏电阻外,还与电源的电解电容等有关,本文章仅探讨热敏电阻的改善与优化。

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