[发明专利]一种开机瞬间冲击电流计算方法

说明书

本发明公开了一种开机瞬间冲击电流计算方法，首先得到等效电路，再根据等效电路分别计算供电电路中的冲击电流，并计算在不同的参数取值时，冲击电流的峰值大小，并根据计算出的冲击电流峰值，选择是否采用冲击电流抑制电路。本发明通过对供电电路进行等效处理，分别给出冲击电流的计算方法，可以根据计算出的冲击电流峰值选择是否采用冲击抑制电路，方便综合考虑冲击电流抑制以及冲击电流抑制电路带来的功耗增大，器件增多及可靠性下降等负面影响。

技术领域

本发明涉及电源技术领域，具体的说，是一种开机瞬间冲击电流计算方法。

背景技术

在电子设备中，由于滤波要求，需要使用大量的容性器件，由于电容两端电压不能突变的特性，在供电电源开机瞬间，电容相当于短路，电容充电时会在其供电母线上产生一个很大的冲击电流，该冲击电流过大会损坏前级电路器件，故需要对该冲击电流进行抑制。GJB181B-2012飞机供电特性5.4.9以及HB20326-2016机载用电设备的供电适应性试验要求HDC101和LDC101对该冲击电流有明确要求：不能超过额定电流的5倍。MIL-STD-704飞机供电特性HDC101及LDC101中规定冲击电流不能超过额定电流的6倍。目前较为广泛应用的冲击电流抑制电路是串联电阻或使用负温度特性的热敏电阻。但是串联电阻会长时间工作，降低电源的整体效率；负温度特性的热敏电阻在长时间工作后温度上升，阻值下降，在热开机时会出现失效现象。也有利用MOS管的变阻区特性抑制冲击电流的方法，但该方法对MOS管的安全工作区有较高要求，选型不当则很容易损坏MOS管。且安全工作区较宽的MOS管其导通电阻一般较大，正常工作时功率损耗亦较大，导致整体效率降低，发热严重。

而对于额定电流较大的电子设备，因其本身的额定电流较大，其额定电流的5倍或者6倍高达数百安培，因电源母线及滤波电感上寄生电阻的存在，导致其冲击电流峰值被限值，不需要抑制处理也能满足要求。若仍按照上述标准要求进行抑制，造成功耗增大，器件增多，且需使用多颗MOS管并联以满足大电流要求，可靠性下降。

如何判断是否需要对开机瞬间冲击电流进行抑制处理，现有技术中上没有一种简单可行的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种开机瞬间冲击电流计算方法，用于解决现有技术中无法根据冲击电流大小决定是否进行抑制处理的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种开机瞬间冲击电流计算方法，包括：

步骤S1：计算供电电源电路的等效电路；

步骤S2：计算等效电路的冲击电流，具体包括：

(1)当等效电路为供电电源、开关SS1、电容C’和等效电阻R’组成的串联回路，电容C’的两端为电压输出端时：

供电电源开机且在开关SS1闭合瞬间，供电电源母线上的冲击电流的峰值I_pk有：

I_pk＝Uin/R’ (1)

其中，Uin为供电电源电压，等效电阻R’包括电源内阻、正负母线上的寄生阻抗和滤波电感的寄生电阻；

(2)对电源母线较长或者母线上串联有电感的电子系统，将其等效成由电源U_S、开关SS1、电容C、电阻R和电感L依次连接组成的回路，开关SS1闭合后，电容C两端电压U_C：

u_C+u_R+u_L＝U_S (2)

其中，u_R为电阻R两端电压，u_L为电感L两端电压；

电容C的充电电流i_C：