3 建議的再浪涌電流控制方法

圖 3 展示了建議的低成本再浪涌電流控制方法。與圖 1 相比，有兩個不同之處。首先，R_T 已從交流側移至直流側。其次，金屬氧化物半導體場效應晶體管 (MOSFET) Q₅ 取代了傳統的機械繼電器。選擇固態繼電器是因為需要快速開啟和關閉繼電器，而機械繼電器速度太慢，無法滿足這一需求。另外，由于 MOSFET 無法切斷交流電壓，因此其位于直流側。浪涌電流限制的工作原理與傳統方法相同。第一次向 PSU 施加輸入電壓時，R_T 將限制浪涌電流。浪涌電流通過后，Q₅ 開啟且 R_T 被旁路。

圖 4 展示了建議的再浪涌電流控制方法。V_AC 是 PFC 輸入電壓，V_OUT 是 PFC 輸出電壓，I_AC 是輸入電流。Q₁ 和 Q₂ 是高頻開關，在每個交流半周期中交替用作 PFC 升壓開關或同步開關。在 PFC 滿負荷運行時，交流線路電壓會下降 10ms，然后恢復到其峰值。這是交流電壓下降最糟糕的情況。

以下是建議的再浪涌電流控制方法：

• 在 t₀ 時：檢測到交流電壓下降時，Q₁ 和 Q₂ 關閉。您還必須同時關閉 PFC 電壓和電流環路，因為如果電壓環路和電流環路持續運行，其積分器將累積。當交流電壓恢復且 PFC 開啟時，將出現較大的 PWM 占空比，從而導致較大的電流峰值，可能會損壞電源。
• 電流環路關閉后，將其復位為 0 并清除其積分器歷史記錄。如果不清除積分器，當交流電壓恢復且 PFC 開啟時，PFC 將在交流電壓下降前以相同的 PWM 占空比開啟，而該占空比可能不合適。例如，如果在過零時發生交流電壓下降，則 PWM 占空比幾乎為 100%。如果交流電壓恢復交流峰值而未清除電流環路積分器，則交流峰值時發生的占空比幾乎為 100%，并將生成一個較大的電流峰值，這可能會損壞電源。對于電壓環路，關閉后應將其凍結以保持其內部值。電壓環路輸出代表負載并用于生成電流環路基準；因此，您需要保持其值，以使負載在交流電壓下降期間不會發生變化。
• 在 t₁ 時：交流電壓恢復。由于 V_AC > V_OUT，生成的再浪涌電流將為大容量電容器充電。Q₁ 和 Q₂ 保持關閉。
• 在 t₂ 時：再浪涌電流超出可編程閾值并觸發繼電器 Q₅ 關閉事件。當 Q₅ 關閉時，再浪涌電流隨即受 R_T 限制，其幅度迅速下降。繼電器 Q₅ 僅關閉極短的時間（例如 10μs），然后再次開啟。Q₅ 開啟后，再浪涌電流會再次上升，直至超出閾值。此過程不斷重復，直到再浪涌電流不再超出限值。圖 5 顯示了此進程的流程圖。
• 在 t₃ 時：V_AC < V_OUT。現在，是時候開啟 PFC 了。將電壓環路基準設置為等于 t₃ 時的瞬時 V_OUT，然后開啟電壓環路。之后，逐漸增加電壓環路基準，直到其達到正常設定值。對于電流環路，首先計算占空比 D = (V_OUT – V_AC)/V_OUT 并將其注入電流環路，以在電流環路開啟時使電流環路輸出從計算出的 D 開始。然后，開啟電流環路。最后，開啟 Q₁ 和 Q₂ 使 PFC 正常運行。

此過程不斷重復，直到 V _OUT 超過 V_AC。