尖峰电流是指单台或多台用电设备持续1-2s的短时最大负荷电流，尖峰电流一般出现在电动机起动过程中。尖峰电流主要用来计算电压波动、选择熔断器和低压断路器、整定继电保护装置及检验电动机自起动条件等。

中文名

尖峰电流

外文名

Peak current

属性

物理学

定义

单台或多台用电设备持续1-2s的短时最大负荷电流

所属领域

电工术语

尖峰电流产生原因

在实际电路连线中，由于工艺的关系，电路的输入回路至开关管V的集电极和发射极之间的导线上存在一定的杂散电感，等效于LS。在V导通时，输入电流iI经过LS,产生一个感应电流ULS,极性为左正右负。V关断期间，电流将迅速减小至零，导致产生很大的

,LS上产生很高的ULS,极性变为左负右正，加在V的集电极和发射极上，致使V管两端产生很高的电流尖峰。由于LS的存在，在输入电流一定的情况下，开关管V的关断速度越快，或者开关管的关断速度一定的情况下，输入电流越大，电流尖峰越大。

显然LS限制了电源功率等级和开关频率的进一步提高。由此产生的电流尖峰对开关管V危害很大，它会使V的关断损耗增加，整机效率降低，加大传导噪声(EMI),甚至损坏开关管，因此必须消除。

尖峰电流抑制措施

为了减小LS,对连接线进行“短”“粗”“直”方式的处理，但由于空间和总体布局的限制，光靠接线是不能消除电流尖峰的影响，所以采取以下措施。

在直流母线侧并联吸收电容

在输入端靠近开关管的直流母线上并联一个电容CZ,对抑制开关管两端电流尖峰有一定的效果。分析如图2所示。开关管关断时输入回路的等效电路假定开关管V关断时刻，输入电流(电感LS的电流)为II,电容CZ上的初始电流为Ui。

在杂散电感LS存在的情况下，如果不采取任何措施，例如不加缓冲电容CZ(相当于

),则

(理想情况),容易产生很大的电流尖峰，这与上面的分析是一致的。在其它条件一定的情况下，输入电流II越大,uZmax越大，即电流尖峰问题容易在大功率、大电流电路中出现，这与经验常识也是一致的。当并入一个电容CZ以后，情况得到了改善,CZ越大,LSCZII越小，对电流尖峰的抑制效果越明显。考虑到成本问题,CZ也不是越大越好。LS的精确数值通常是不知道的,CZ的取值通常要通过实验来选取。在选择电容CZ时，要选择高频特性好的无感电容。开关管两端加缓冲电路

在开关管两端加缓冲电路(由VD1、R1、C1构成),对于吸收开关管两端的电流尖峰也有比较好的效果。缓冲电路的原理所由于工艺的关系，主电路的直流输入端和开关管的集电极之间存在杂散电感LS1,发射极和主续流二极管之间有杂散电感LS2。当开关管关断瞬间，输入电流通过LS1、VD1、C1、LS2和Ui构成续流回路。开关管关断瞬间，输入电流为II,缓冲电容C1的电流为0。在大功率BUCK电路中如果布线不当，杂散电感LS1、LS2比较大且不采取缓冲措施(相当于C1→0)的话，开关管两端要承受很高的电流尖峰

。反之，缓冲电容C1取值越大,uTmax越小，越有助于电流尖峰的吸收。当开关管开通时,C1、R1和开关管V构成放电回路(如图3所示),缓冲电容C1中存储的电流尖峰的能量在R1中消耗掉。设流过开关管V的缓冲电容最大放电电流为ITmax,放电时间为τ,电阻R1消耗的功率为P,开关管V的开关频率为f。忽略V的开通压降，显然有:

从开关管的安全工作来考虑，希望ITmax越小越好,R1值要取大一些。但R1过大会造成放电时间τ过长，不利于开关管工作。同样,C1也不能取值过大，否则τ太长，并且R1的功耗太大，影响效率。可见缓冲电路中R1、C1的取值既不是越大越好，也不是越小越好，需要根据电路的实际情况仔细选择。注意R1、C1要选择高频特性好的无感电阻和无感电容,VD1选择快恢复二极管。