摘 要：分析了电容输入式滤波通信用DC/DC变换器上电时对48V直流母线的浪涌电流冲击、电压跌落及危害，介绍了常规解决办法及存在的问题，提出一种实用解决方案。
　　关键词：电压跌落；浪涌电流；DC/DC变换器
　　1 开机浪涌电流和母线电压跌落
　　目前，考虑到体积，成本，技术指标等因素，大多数通信用DC/DC变换器输入滤波采用LC输入滤波方式，因为48V母线电压上的杂波较少，所以滤波电感L1的电感量较小，电路原理如图1所示。由于电容器上电压不能跃变，在DC/DC变换器插入机架上电之初，滤波电容电压几乎为零，等效为输出端短路，输入浪涌电流远高于整流器工作时的电流。如图2所示。如果电源内阻比较小，容量为470μF滤波电容，第一个电流峰值会超过50A，为正常工作电流峰值的数倍。
　　浪涌电流会造成48V直流母线电压波形跌落，供电质量变得很差，并接在母线上的同坐设备会受到影响，而且会使保护电路动作；为避免浪涌电流冲击DC/DC变换器的输入熔断器，可以选用更高电流容量的熔断器，但会出现过载时熔断器不可以熔断，从而起不到保护DC/DC变换器及其他电电路的现象；上电浪涌电流过高对DC/DC变换器和48V直流母线会造成破坏。因此，必须限制电容滤波的整流器输入浪涌电流。
　　2 上电浪涌电流的限制
　　限制上电浪涌电流最有效的方法是，在48V直流母线与滤波电容器之间加一负温度系数热敏电阻（NTC），如图3所示。为了限制上电浪涌电流，利用负温度系数热敏电阻，来减小NTC上的损耗，但是存在问题，因为NTC的初始温度和在环境温度会影响上电浪涌电流的性能。在彩色电视机和显示器上，采用串一限流电阻来限制上电浪涌电流，电路如图4所示。最常见的应用是彩色电视机，这种方法的简单，可靠性高，工作境温度范围要求比较宽，缺点是限流电阻上有损耗，电源效率降低了。事实上DC/DC变换器因为输入电压较低（48V），输入电流较大，当DC/DC变换器达到工作稳态后，限流电阻已经不起限流作用，起到发热、消耗功率的负作用，因此，DC/DC变换器的功率较大时，采用上电后，延时一段时间，然后用一机械触点短路限流电阻，如图5所示。这种限制上电浪涌电流方式性能虽好，但占用体积较大，电路较复杂。为使应用这种抑制上电浪涌电流方式，象仅仅串限流电阻一样方便，本文推出DC/DC变换器上电浪涌电流抑制模块。
　　3 上电浪涌抑制模块
　　将功率电子开关-MOSFET与控制电路封装在一个相对很小的模块（如500W以下为25mm×25mm×11mm）中，引出3个引脚，外接电路如图6所示。DC/DC变换器上电后最初一段时间，外接限流电阻抑制上电浪涌电流，上电浪涌电流结束后，模块导通将限流电阻短路，上电浪涌电流峰值被有效抑制。
　　上电浪涌电流抑制模块的工作原理：
　　图7是N沟道场效应管的漏极特性曲线，曲线分为三个部分，夹断区、恒流区、可变电阻区。在可变电阻区时，ID与VDS的几乎成线性比例，其变化值受VGS控制，而D、S间的电阻为线型变化。使场效应管在可变电阻区工作一段时间，可以除浪涌电流。
　　4 结语
　　DC/DC变换器上电浪涌电流抑制模块的问世，由于其外接电路简单，体积小，价格低，适用于工业化批量生产。给通信用DC/DC变换器设计者带来了极大方便。