2 湧浪電流與再湧浪電流的比較

對(duì)於大於 75W 的前端電源供應(yīng)器 (PSU) ，需要進(jìn)行功率因數(shù)校正 (PFC)。PFC 會(huì)迫使輸入電流跟隨輸入電壓，使電子負(fù)載看起來就像一個(gè)電阻器。PFC 通常具有一個(gè)大輸出電容器。啟動(dòng)前， PFC 輸出電容器會(huì)完全放電。由於 PFC 結(jié)構(gòu)在 V_AC > V_OUT 時(shí)提供電流路徑，因此施加 AC 電壓將產(chǎn)生大量電流，因?yàn)檩斎腚妷夯旧鲜侵苯邮┘拥?PFC 輸出電容上。此電流稱為湧浪電流。

在 PFC 輸入端放置一個(gè)具有正溫度係數(shù)的熱敏電阻 (R_T) 和一個(gè)機(jī)械繼電器，可以限制湧浪電流，如圖 1所示。在 PFC 開機(jī)期間，繼電器處?kù)蛾P(guān)閉狀態(tài)。湧浪電流受 R_T 限制為低值， PFC 輸出大型電容器 (C_BULK) 會(huì)逐漸充電。一旦輸出電壓 (V_OUT) 充電至等於 AC 電壓 (V_AC) 的峰值，湧浪電流就會(huì)降至 0。接著繼電器會(huì)開啟，並旁路 R_T ，以減少正常運(yùn)作期間的功率損耗。

再湧浪電流有所不同，其發(fā)生在正常 PFC 運(yùn)作期間。如圖 2所示，當(dāng) PFC 正常運(yùn)作時(shí)， AC 輸入電壓突然下降。由於負(fù)載仍然存在， PFC V_OUT 可能會(huì)降至較低的值。然後，當(dāng) AC 電壓恢復(fù)時(shí)，若 AC 輸入電壓高於 V_OUT，則會(huì)再次出現(xiàn)湧浪電流。此電流稱為再湧浪電流。

之前，其完全依賴於功率級(jí)元件處理再湧浪電流的能力。測(cè)試結(jié)果顯示，再湧浪電流可跳至高於 PFC 額定最大輸入電流 10 倍以上。這種再湧浪電流可能會(huì)損壞電源供應(yīng)器或縮短其使用壽命，這也是 M-CRPS 規(guī)範(fàn)在 AC 電壓恢復(fù)後限制再湧浪電流數(shù)量的原因。在半個(gè)週期的輸入頻率下，湧浪電流的均方根值應(yīng)小於 PSU 最大額定電流的五倍 (5 × I_rated,RMS) ，而在一個(gè)週期的輸入頻率下，浪湧電流的均方根值應(yīng)小於 3.5 × I_rated,RMS。此外，AC 輸入施加後，輸入電流應(yīng)在兩個(gè)輸入頻率週期內(nèi)穩(wěn)定至 ≤2 × I_rated,RMS。

在此期間若考慮到 PFC 脈衝寬度調(diào)變 (PWM) 操作，則會(huì)變得更加複雜。若 PFC 控制不當(dāng)，在 AC 電壓恢復(fù)時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)不合適的 PWM 工作週期，進(jìn)而導(dǎo)致另一個(gè)輸入電流尖峰，亦可能超出 M-CRPS 規(guī)範(fàn)的限制。

另一方面，當(dāng)交流電壓恢復(fù)執(zhí)行時(shí)，PFC 必須盡快提供足夠的電流以將輸出電壓提升至其穩(wěn)壓水平；否則，因負(fù)載沉重，V_OUT 將持續(xù)下降，最終可能觸發(fā) DC/DC 轉(zhuǎn)換器的輸入欠電壓保護(hù)。在 AC 電壓恢復(fù)後，為 PFC 輸出電容器充電將需要大輸入電流，無論是來自 V_IN >V_OUT 時(shí)的再湧浪電流，還是來自 V_IN < V_OUT 時(shí)的 PFC 控制迴路。

本文提供了處理此再湧浪電流的解決方案，因此當(dāng) AC 電壓從壓降回來時(shí)，再湧浪電流（當(dāng) V_IN > V_OUT 時(shí)）和非再湧浪電流（當(dāng) V_IN < V_OUT 時(shí)）皆可受到良好控制，不僅足以快速提升 V_OUT ，亦不會(huì)超出 M-CRPS 限制規(guī)範(fàn)。