Ограничитель пускового тока на IGBT

Применение
При включении импульсных источников питания, фильтрующий конденсатор неуправляемого выпрямителя является полностью разряженным. Это может привести к большому зарядному току при высоком мгновенном напряжении сети, поскольку ёмкость конденсатора временно закорачивает диодный мост выпрямителя.

С большой ёмкостью конденсатора всплеск тока может привести к срабатыванию сетевого автоматического выключателя или даже к выходу из строя диодов выпрямителя.

ESR конденсатора (эквивалентное последовательное сопротивление) и применение индуктивности помогают уменьшить начальный выброс. Но даже в этом случае пиковый ток может достигать десятков ампер.

Выбор выпрямительных диодов должен учитывать этот всплеск импульсного тока. Это также влияет и на срок службы и конденсатора. Схема, показанная ниже позволяет избежать большого начального тока.

Схема электрическая и принцип работы

При включении, если мгновенное выпрямленное напряжение сети превышает ≈14 В, mosfet-транзистор VT1 открывается, обеспечивая тем самым, что IGBT (биполярный транзистор с изолированным затвором) VT2 будет заперт и ток зарядки фильтрующего конденсатора не будет протекать.

Всякий раз, когда выпрямленное напряжение сети ниже 14 В (V1 = VIN - VOUT ≤ 14 В), VT1 заперается, а VT2 включается через R5, подключая конденсатор и нагрузку к выпрямителю. После зарядки конденсатора VT2 остаётся всегда включённым.

Эта схема ограничения тока также позволяет реализовать простую защиту от перенапряжения. Когда выпрямленное напряжение выше 380 В, напряжение на DA1 больше становится больше 2,5 В, в результате чего напряжение анод-катод падает примерно до 2 В. В этой ситуации DA1 шунтирует затвор VT2 запирая его.

Когда выпрямленное линейное напряжение ниже 380 В, катодный ток TL431 отсутствует. Таким образом, VT2 включается через R5 при условии, если V1 = VIN - VOUT ≤ 14В.