芯耀
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在實(shí)際電源設(shè)計(jì)中，整流橋作為AC-DC轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)的核心器件，其輸入端常常面臨較大的浪涌電流沖擊，尤其是在首次上電、電源開(kāi)關(guān)切換或突變負(fù)載時(shí)，浪涌電流可能達(dá)到數(shù)十甚至上百安培。如果前級(jí)設(shè)計(jì)不當(dāng)，不僅會(huì)導(dǎo)致整流橋內(nèi)部二極管結(jié)溫飆升、封裝受損，甚至直接燒毀，還會(huì)引發(fā)輸入電容爆炸、電路跳閘等嚴(yán)重后果。因此，做好整流橋前級(jí)的浪涌電流保護(hù)，是保障系統(tǒng)可靠性的關(guān)鍵。
一、浪涌電流從哪里來(lái)？
在傳統(tǒng)的AC-DC電源中，整流橋后通常并接有大容量電解電容（如100μF~470μF），用于濾波穩(wěn)壓。當(dāng)設(shè)備初次通電時(shí)，這些電容從0V電壓開(kāi)始充電，整流橋必須承擔(dān)整個(gè)充電電流。由于電容起始內(nèi)阻極小，導(dǎo)致充電電流瞬間暴增，形成浪涌電流（Inrush Current）。這個(gè)電流值遠(yuǎn)高于正常運(yùn)行時(shí)的平均整流電流，若沒(méi)有任何限制手段，將嚴(yán)重威脅整流橋的耐受能力。
二、常見(jiàn)浪涌保護(hù)手段
NTC熱敏電阻
在整流橋輸入端串聯(lián)一個(gè)NTC（負(fù)溫度系數(shù)）熱敏電阻是最常見(jiàn)的做法。其在冷態(tài)時(shí)電阻較高（幾歐姆至幾十歐姆），限制初次通電時(shí)的浪涌電流。隨著溫度升高，阻值下降，不影響后續(xù)正常供電。NTC選型需考慮最大浪涌抑制能力、熱容量與壽命限制。
繼電器+NTC旁路設(shè)計(jì)
為了克服NTC熱敏電阻在高頻開(kāi)關(guān)或連續(xù)通斷下的重復(fù)浪涌抑制不足，可采用繼電器或MOSFET控制的旁路電路。電路啟動(dòng)初期使用NTC限流，待電容充電完成后由繼電器短接NTC，實(shí)現(xiàn)零功耗運(yùn)行。
延時(shí)開(kāi)通電路
通過(guò)延時(shí)開(kāi)通MOSFET或可控硅的方式，在整流橋前設(shè)定一個(gè)軟啟動(dòng)時(shí)間窗。適用于較高功率或頻繁啟動(dòng)的系統(tǒng)，如工業(yè)電源、UPS等。
三、前級(jí)設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
整流橋浪涌耐受能力（IFSM）評(píng)估
查看整流橋規(guī)格書(shū)中“浪涌電流峰值（IFSM）”參數(shù)，確認(rèn)其足以承受1~2次預(yù)期啟動(dòng)浪涌，通常為幾十到數(shù)百安，持續(xù)一個(gè)半周或一個(gè)周期（8.3ms或10ms）。實(shí)際應(yīng)用應(yīng)留足至少1.5倍安全裕度。
前級(jí)保險(xiǎn)絲選型匹配
不少設(shè)計(jì)中忽視了保險(xiǎn)絲熔斷特性，在浪涌時(shí)造成誤動(dòng)作。建議使用時(shí)間延遲型（slow-blow）保險(xiǎn)絲，兼顧浪涌容忍與過(guò)流保護(hù)。
前級(jí)布線寬度與地線設(shè)計(jì)
高浪涌電流下，PCB線寬需足夠，走線應(yīng)短而粗，避免高阻抗路徑產(chǎn)生額外壓降及局部發(fā)熱。同時(shí)，地線回路要完整可靠，防止引發(fā)EMI問(wèn)題。
高壓大電容選型與位置布局
濾波電容越大，啟動(dòng)浪涌越劇烈。在滿足輸出紋波要求的前提下，合理分布多個(gè)小電容并聯(lián)代替大電容，配合限流措施，可減緩浪涌影響。同時(shí)注意其距離整流橋的布局優(yōu)化，降低瞬態(tài)壓降。
四、實(shí)際案例簡(jiǎn)述
在某品牌電飯煲電源板設(shè)計(jì)中，使用KBP310整流橋（額定3A，IFSM為80A），濾波電容為220μF/400V。實(shí)際測(cè)試發(fā)現(xiàn)，無(wú)限流措施下上電瞬間浪涌超過(guò)70A，導(dǎo)致整流橋燒毀。后采用5D-9 NTC串聯(lián)限流，配合時(shí)間延遲型保險(xiǎn)絲，系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)，成功解決問(wèn)題。
浪涌電流雖為瞬態(tài)現(xiàn)象，但其能量密度極高，對(duì)整流橋等前級(jí)元器件是一次嚴(yán)峻考驗(yàn)。工程師在整流橋選型時(shí)，不僅要關(guān)注其平均整流電流能力，更要重視浪涌電流耐受力，并通過(guò)有效的限流電路、合理的PCB布局和保護(hù)設(shè)計(jì)，共同構(gòu)建一個(gè)可靠耐用的電源前端系統(tǒng)。
