CN104215821B - 一种电源设备输入浪涌电流检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电源设备输入浪涌电流检测方法，所述电源设备包括NTC热敏电阻和电解电容，所述电源设备输入浪涌电流检测方法包括以下步骤：（11）、测试电源设备断电后NTC热敏电阻的温度值；（12）、NTC热敏电阻的阻值‑时间的对应关系；（21）、检测电源设备断电后电解电容的电压值；（22）、计算电源设备重新上电时，电源电路的总压降；（31）、计算电源设备重新上电时流入电源设备的电流值；（32）、比较出中的最大值，即为最大浪涌电流值。本发明的浪涌电流检测方法，通过将随时间变化的参数综合考虑进来，分别计算在电源设备断电后不同时间点再重新上电会产生的浪涌电流值，比较出最大值即为最大浪涌电流值，可以精确确定最大浪涌电流值。
Description
技术领域
本发明属于电源设备技术领域，具体地说，是涉及一种电源设备输入最大浪涌电流检测方法。
背景技术
浪涌电流是电源接通瞬间，流入电源设备的峰值电流。能够准确抓取浪涌电流对于电源设备在选择元器件抗浪涌性能规格时至关重要，例如，对于典型的开关电源线路来说，与浪涌电流有关的AC或DC开关、保险丝、EMI滤波器、整流桥、PFC旁路二极管等元器件的选型的主要参考是能够抗浪涌电流的冲击，目前电子行业对电源设备的浪涌电流测试有两种粗略抓取的方法：
1. 冷启动：设备不工作状态下充分冷机，然后开机，一次性抓取浪涌电流。此情况下，电解电容的电压约为零，但是NTC热敏电阻阻值不为零，所以不是最恶劣状态。该种抓取方式所抓到的浪涌电流值基本是固定的，因为上电启动的瞬间NTC阻值和电解电容的电压都是固定的。
2. 热启动：设备工作稳定(热机老化)一段时间以后，通过连续ON/OFF动作抓取最大的浪涌电流。此情况下，NTC的温度还处于较高的水平，即阻值也就很低，可视为零。但此时电解电容的电压比较高，所以也不是最恶劣状态。
以上两种测试方法中，热启动法忽略了电解电容放电的过程,冷启动忽略了热敏电阻的随温度变化特性，因此抓不到最恶劣状态下的浪涌电流，而导致设计不准确，要么选型规格过大，要么规格过小导，给电源设计带来了很大的隐患。NTC热敏电阻特性：随温度下降阻值升高。②电解电容特性：关机的瞬间，电压开始慢慢放电直至电压降为零。理论上，NTC阻值为零且电解电容的电压也为零的状态下浪涌电流最大。但是这种状态在实际应用中是不存在的。因此必须考虑一种实际现实中能够出现的最恶劣状态(也称为Worst-case)。
发明内容
本发明为了解决目前电源设备的浪涌电流抓取方法所获得的浪涌电流值均不是最大浪涌电流值，进而无法为电源器件的选型提供正确的指导，导致电源设备抗浪涌性能不稳定的问题，提出了一种电源设备输入浪涌电流检测方法，可以准确获得最大浪涌电流值。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：
一种电源设备输入浪涌电流检测方法，所述电源设备包括NTC热敏电阻和电解电容，所述电源设备输入浪涌电流检测方法包括以下步骤：
计算NTC热敏电阻的阻值-时间的对应关系：
（11）、测试电源设备断电后NTC热敏电阻在时间点（t0,t1,t2…）的温度值；
（12）、从NTC热敏电阻的温度-阻值曲线中，查找出步骤（11）中所测得的温度值所对应的电阻值，得到阻值-时间的对应关系；
计算电源输入电路的总压降：
（21）、检测电源设备断电后电解电容在时间点（t0,t1,t2…）的电压值；
（22）、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时，电源电路的总压降；
查找最大浪涌电流值：
（31）、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时流入电源设备的电流值：
；
其中R0为电源电路中NTC热敏电阻之外其他电子器件的等效电阻值；
（32）、比较出中的最大值，即为最大浪涌电流值。
进一步的，所述步骤（22）中，电源电路的总压降的计算方法为：
其中，为输入电压。
又进一步的，所述步骤（11）中，温度值由温度记录仪测得。
与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明的电源设备输入浪涌电流检测方法，通过将随时间变化的参数也即NTC热敏电阻阻值以及电解电容的电压值综合考虑进来，分别计算在电源设备断电后不同时间点再重新上电会产生的浪涌电流值，比较出最大值即为最大浪涌电流值，检测方法利用欧姆定律计算，可以精确确定最大浪涌电流值，而且NTC热敏电阻的阻值-时间值由NTC热敏电阻的温度-阻值曲线计算得来，不同NTC热敏电阻的温度-阻值曲线不同，而本方法中的值依不同的热敏电阻变化而变化，可以适用于所有带有NTC热敏电阻和电解电容的电源设备，普适性更高。
结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明所提出的电源设备输入浪涌电流检测方法的一种实施例电源电路原理图；
图2是本发明所提出的电源设备输入浪涌电流检测方法的一种实施例流程图；
图3是本发明所提出的电源设备输入浪涌电流检测方法的一种实施例NTC热敏电阻的温度值以及电解电容电压值曲线图；
图4是本发明所提出的电源设备输入浪涌电流检测方法的一种实施例所计算的的曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
目前具有NTC热敏电阻和电解电容(大电解)的电源设备上电开机时会产生浪涌电流，由于NTC热敏电阻的阻值以及电解电容的电压值在距离上次开机断电后随时间的变化而变化，因此，浪涌电流值的大小随着距离上次断电时间的变化而变化，目前的最大浪涌电流检测方法一般是在设备充分冷机后对浪涌电流进行检测，并将其作为最大浪涌电流值，或者进行热启动的方式进行检测，以上方法均不能准确抓取最大浪涌电流值，导致无法对电源设备的器件选型给出正确指导，若选型规格过高，会造成成本增加，若选型规格过低，则电源设备的电子器件抗浪涌性能差，给电源设备带来安全隐患。本发明的电源设备输入浪涌电流检测方法即是针对上述问题所提出的一种全新的浪涌电流检测方法，可以准确抓取最大浪涌电流值，下面以一种优选实施例对本方法进行详细说明。
实施例一，本实施例提出了一种电源设备输入浪涌电流检测方法，如图1所示，为电源设备的一种实施例的电路原理图，包括NTC热敏电阻和电解电容C1，还包括其他电子元件，比如保险丝F1，滤波器LineFilter，整流桥BD1，PFC旁路二极管D1、D2等，当电源设备断电后，NTC热敏电阻的温度降低，而阻值升高，电解电容由于断电而开始放电，电压慢慢降低，电源的总压降开始上升，因此，刚开始断电时，电解电容的电压最大，电源的总压降最小，所以浪涌电流值不是最小，当电源冷却时，NTC热敏电阻的电阻最大，此时的浪涌电流值也不是最小，因此，本实施例中电源设备输入浪涌电流检测方法包括以下步骤：
计算NTC热敏电阻的阻值-时间的对应关系：
S11、测试电源设备断电后NTC热敏电阻在时间点（t0,t1,t2…）的温度值；
S12、从NTC热敏电阻的温度-阻值曲线中，查找出步骤S11中所测得的温度值所对应的电阻值，得到阻值-时间的对应关系；
计算电源输入电路的总压降：
S21、检测电源设备断电后电解电容在时间点（t0,t1,t2…）的电压值；
S22、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时，电源电路的总压降；
查找最大浪涌电流值：
S31、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时流入电源设备的电流值：
；
其中R0为电源电路中NTC热敏电阻之外其他电子器件的等效电阻值；
S32、比较出中的最大值，即为最大浪涌电流值。
如图3所示，为步骤S11中所测试出的NTC热敏电阻在时间点（t0,t1,t2…）的温度值，以及步骤S21中所检测的电源设备断电后电解电容在时间点（t0,t1,t2…）的电压值，从图3中可以看出，当电源设备断电后，NTC热敏电阻的温度降低，电解电容由于断电而开始放电，电压慢慢降低，电源的总压降开始上升，如何根据两个随时间变化的变量中确定出最大浪涌电流是关键，所述步骤S11中，温度值由温度记录仪测得，步骤S12中的NTC热敏电阻的温度-阻值曲线为NTC热敏电阻的特性曲线，可以从NTC热敏电阻的规格书查得到，由于没有资料可以查找出NTC热敏电阻的阻值随时间的变化，本实施例中通过步骤S11以及S12，可以间接确定NTC热敏电阻的阻值随时间的变化关系，为计算断电后不同时间点在重新上电时流入电源设备的电流值提供基础。步骤S31中，利用欧姆定律公式，计算出在断电后各时间点（t0,t1,t2…）若重新上电时流入电源设备的电流值，比较出其中的最大值即为最大浪涌电流值。本实施例的电源设备输入浪涌电流检测方法，通过将随时间变化的参数也即NTC热敏电阻阻值以及电解电容的电压值综合考虑进来，分别计算在电源设备断电后不同时间点再重新上电会产生的浪涌电流值，比较出最大值即为最大浪涌电流值，检测方法利用欧姆定律计算，通过计算多个时间点的浪涌电流值，可以精确确定最大浪涌电流值，而且NTC热敏电阻的阻值-时间值由NTC热敏电阻的温度-阻值曲线计算得来，不同NTC热敏电阻的温度-阻值曲线不同，而本方法中的值依不同的热敏电阻变化而变化，可以适用于所有带有NTC热敏电阻和电解电容的电源设备，普适性更高。基于本方法所测得的高精确度的最大浪涌电流值，据此确定、AC/DC开关、保险丝、滤波器、整流桥、PFC旁路二极管等元器件的浪涌承受水平，从而使设计时不浪费资源、降低成本，并能提高系统可靠性。此外，本方法还可以确定出出现最大浪涌电路值的时间点，可以用于指导用户避免在这个时间点再次开机，以错开出现最大浪涌电流的时间，使得电源设备中元件得到最大的保护。
作为一个优选的实施例，所述步骤S22中，电源电路的总压降的计算方法为：
其中，为输入电压。
如图4所示，为采用本实施例的方法所计算的的曲线图，从图4中，可以清楚确定在断电60s时的浪涌电流值最大，为102A，也即最大浪涌电流值。本方法不仅可以确定最大浪涌电流值，以指导为电源设备进行合理选型，而且能够确定最大浪涌电流值的出现时间点，可以指导用户尽量避开该时间点再次开机。
当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种电源设备输入浪涌电流检测方法，所述电源设备包括NTC热敏电阻和电解电容，其特征在于，所述电源设备输入浪涌电流检测方法包括以下步骤：
计算NTC热敏电阻的阻值-时间的对应关系：
（11）、测试电源设备断电后NTC热敏电阻在时间点（t0,t1,t2…）的温度值；
（12）、从NTC热敏电阻的温度-阻值曲线中，查找出步骤（11）中所测得的温度值所对应的电阻值，得到阻值-时间的对应关系；
计算电源输入电路的总压降：
（21）、检测电源设备断电后电解电容在时间点（t0,t1,t2…）的电压值；
（22）、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时，电源电路的总压降；
查找最大浪涌电流值：
（31）、计算电源设备分别在时间点（t0,t1,t2…）重新上电时流入电源设备的电流值：
；
其中R0为电源电路中NTC热敏电阻之外其他电子器件的等效电阻值；
（32）、比较出中的最大值，即为最大浪涌电流值。
2.根据权利要求1所述的电源设备输入浪涌电流检测方法，其特征在于，所述步骤（22）中，电源电路的总压降的计算方法为：
其中，为输入电压。
3.根据权利要求2所述的电源设备输入浪涌电流检测方法，其特征在于，所述步骤（11）中，温度值由温度记录仪测得。
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