一、择要
我们日常生活中利用的各种家用电器，以及乘坐的汽车和火车等交通工具都是电源的广泛运用，而且电源设备在军工及航空航天等分外行业中也有着极其广泛的运用。
为担保电源设备稳定事情不被滋扰，须要在电源设备的输入端并联电容。同时为实现电源设备的输入过载保护，还会在电源设备的输入端串联保险丝或断路器等。由于输入电容的存在，电源设备在启动过程中将会产生较大的输入冲击电流，可能会导致保险丝熔断或断路器跳闸等问题。本文将从电源设备输入冲击电流抑制方案的设计与运用，给出可靠的办理方案。
输入冲击电流产生路径如图1所示。
供电系统启动时，输入电压Vin快速升高，输入电压Vin通过输入等效阻抗Rin对输入等效大电容Cin进行充电。输入回路没有利用输入冲击电路抑制电路时，由于输入等效阻抗Rin紧张为PCB走线阻抗、EMC电路中共模/差模电感阻抗和端口连接阻抗等，输入等效阻抗Rin相对较小（相对付输入冲击电路抑制电路的阻抗可忽略不计），将导致较大的输入冲击电流。
在110VDC输入，输入等效大电容Cin为100uF，未加电流抑制电路时，输入冲击电流范例波形如图2所示，输入冲击电流达到170A。
三、输入冲击电流抑制电路运用系统框图
输入冲击电流抑制电路运用系统框图如图3所示。
输入冲击电流过大将会导致输入端保险丝熔断或断路器跳闸等问题，对付高可靠性哀求的行业运用，进行输入冲击电流抑制必不可少。
四、电路方案比拟为了有效抑制输入冲击电流，行业内常采取的方案有以下几种：
方案1：将电阻器串联在电源设备的输入回路中，进行输入冲击电流抑制，输入回路串联电阻器R1后的方案示意图如图4所示。
供电系统开始供电时，输入等效大电容Cin电压较小，输入冲击电流最大为Iin=Vin/R1，为有效抑制输入冲击电流，串联电阻器R1须要较大的阻值，电源设备稳定事情时，将有持续的电流流过电阻器R1，电阻器R1存在发热严重和影响产品效率的缺陷。
以输入电压Vin=110VDC，输出功率Po=100W，产品效率ƞ=93%，需求输入冲击电流Iin≤10A为例，可打算出电阻器R1取值为R1=Vin/Iin≥11Ω，稳态事情时电阻器R1的输入电流IR1=PO/(ƞVin)≈0.98A，电阻器R1的损耗PR1=IR1^2R1≥10.5W 。考虑到电阻器的尺寸和温升等，一样平常须要电阻器R1的损耗小于1W，即对付输出功率小于30W的小功率电源设备可考虑利用此方案，对付较大功率的电源设备须要采取更优的方案设计。
方案2：将负温度系数的热敏电阻串联在电源部分的输入回路中，进行输入冲击电流抑制，输入回路串联热敏电阻RT后的方案示意图如图5所示。
为办理方案1固定电阻稳态发热严重和影响产品效率的问题，行业常用以上热敏电阻方案。电源设备刚启动时，热敏电阻还未发热，阻值较大，可进行输入冲击电流抑制，稳态事情后热敏阻值降落，发热量较小和对产品效率影响较小。
该方案具有热敏电阻发热量较小和对产品效率影响较小的优点，但是由于负温度热敏电阻特性为阻值随温度的降落而降落和阻值规复韶光较长，因此该方案存在的缺陷有：
（1）高温环境事情启动时，热敏电阻阻值小，不能很好的抑制输入冲击电流；
（2）低温环境事情启动时，热敏电阻阻值大，可能会导致电源设备启动不良；
（3）电源设备开关机间隔韶光较短情形下启动时，热敏电阻稳态事情阻值减小后还未规复到较大的阻值，不能很好的抑制输入冲击电流。
方案3：将电阻器与电子开关并联后再串联在电源设备的输入回路中，并采取自动掌握电路掌握该电子开关是否与电源设备的输入回路接通，进行输入冲击电流的抑制。
输入回路串联电阻器、电子开关和掌握电路后的方案示意图如图6所示。
为办理方案1和方案2的缺陷，可采取以上方案3，该方案启动时，电子开关S1断开，电阻器R1进行输入冲击电流抑制，稳态事情时电子开关S1闭合，该方案的优点为：
（1）可有效抑制输入冲击电流，同时由于电阻器R1、电子开关S1和掌握电路受温度影响较小，输入冲击电流抑制效果受温度的影响也较小；
（2）电阻器和电子开关损耗低、发热量小，对电源设备正常事情时的效率的影响较小；
（3）掌握电路规复韶光快，电源设备开关机间隔韶光较短时也能够有效抑制输入冲击电流。
方案4：将电子开关串联在电源设备的输入回路中，并采取自动掌握电路掌握电子开关的阻抗进行输入冲击电流的恒流掌握，输入回路串联电子开关和掌握电路后的方案示意图如图7所示。
为办理方案1和方案2的缺陷，还可采取以上方案4，该方案除具有方案3的优点外，还具有的优点为：
（1）不该用电阻器R1，可降落系统设备的尺寸和本钱。
（2）电子开关的阻抗采取恒流掌握，受输入电压变压的影响较小。
综上，对付性能和可靠性等哀求较高的运用处所，可选择方案3或4进行设计。
五、电源设备可靠性设计电源设备的设计哀求高可靠性，在环境的影响（如冷却、干热、交变湿热、振动、冲击等）、电磁兼容的影响（传导骚扰抗扰度、辐射滋扰抗扰度、电快速瞬变脉冲群、电源过电压、浪涌、静电放电等）和其它影响条件下，电路特性和寿命设计等都有运用规格哀求。
电源设备的可靠性紧张从以下三个方面进行考虑：
1、设计可靠性：电路方案选型、降额设计、热设计、安规设计、EMC设计和PCB设计等进行可靠性设计；
2、原材料可靠性：失落效率、MTBF、利用寿命等可靠性指标进行物料选型；
3、制造可靠性：可制造性、生产环境、生产职员等保障制造可靠性。
六、电源设备运用方案以金升阳电源模块运用于铁路系统电力牵引掌握单元为例，如图8所示。
采取铁路110VDC供电系统，经由输入冲击电流抑制电路、保护电路和EMC电路等为DC/DC电源模块供电，DC/DC电源电源模块将电压转换为3种不同的输出电压，输出电压再经由输出EMI电路为不同需求的负载进行供电。
板卡电源集成输入冲击电流抑制电路、EMC电路、保护电路（防反接、过欠压、过流、短路等），该板卡电源输出冲击电流可抑制到10A以内、功能完好、知足铁标EN50155认证哀求等，可知足系统运用需求，金升阳板卡电源如图9所示。
该板卡电源利用输入冲击抑制电路后的输入冲击电流波形如图10所示。
七、小结
电源设备在各行各业的广泛运用，对付高可靠性的电源设备离不开输入冲击电流抑制这个电路方案设计，我司可为客户供应配套的办理方案，针对铁路等行业运用还可供应系统方案设计的板卡电源，更好的知足客户运用需求，简化客户的产品开拓和测试周期，综合提升系统的稳定性、安全性和可靠性。
