2 浪涌电流与再浪涌电流

对于功率大于 75W 的前端电源 (PSU)，需要进行功率因数校正 (PFC)。PFC 强制输入电流跟随输入电压，以使电子负载显示为电阻。PFC 通常有较大的输出电容器。启动前，PFC 输出电容器已完全放电。由于 PFC 结构在 V_AC > V_OUT 时提供电流路径，因此施加交流电压将生成巨大的电流，因为输入电压基本上直接施加到 PFC 输出电容器上。此电流称为浪涌电流。

在 PFC 输入侧放置一个具有正温度系数的热敏电阻 (R_T) 和一个机械继电器将限制浪涌电流，如图 1 中所示。在 PFC 上电期间，该继电器关闭。浪涌电流通过 R_T 限制为一个较低的值，PFC 输出大容量电容器 (C_BULK) 将逐渐充电。输出电压 (V_OUT) 充电至等于交流电压 (V_AC) 的峰值后，浪涌电流就会降至 0。然后，继电器将打开，并旁路 R_T，以减少正常运行期间的功率损耗。

再浪涌电流有所不同；它在 PFC 正常运行期间发生。如图 2 中所示，当 PFC 正常运行时，交流输入电压突然下降。由于仍然施加负载，PFC V_OUT 可能会降至较低的值。然后，当交流电压恢复时，如果交流输入电压高于 V_OUT，将再次出现浪涌电流。此电流称为再浪涌电流。

在此之前，它完全依赖于功率级元件处理再浪涌电流的能力。测试结果表明，再浪涌电流可能会跃升至比 PFC 额定最大输入电流高 10 倍以上。如此高的再浪涌电流会损坏电源或缩短其使用寿命，这就是 M-CRPS 规格限制交流电压恢复后再浪涌电流量的原因。在半个输入频率周期内，再浪涌电流的均方根值应小于 PSU 最大额定电流的五倍 (5 × I_rated,RMS)，而在一个输入频率周期内应小于 3.5 × I_rated,RMS。此外，在施加交流输入后，输入电流应在两个输入频率周期内稳定至 ≤2 × I_rated,RMS 的值。

当考虑在此期间 PFC 脉宽调制 (PWM) 的运行情况时，问题变得更加复杂。如果 PFC 控制不当，当交流电压恢复时，可能会出现不合适的 PWM 占空比，从而导致可能超过 M-CRPS 规格的另一个大输入电流峰值。

另一方面，当交流电压恢复时，PFC 需要提供足够的电流，以尽快将 PFC 输出电压提升至其稳压电平；否则，V_OUT 将由于负载较重而持续下降，最终触发直流/直流转换器的输入欠压锁定电平。在交流电压恢复后，为 PFC 输出电容器充电将需要较大的输入电流，该电流在 V_IN > V_OUT 时来自再浪涌，或在 V_IN < V_OUT 时来自 PFC 控制环路。

本文提供了一种处理此再浪涌电流的解决方案，能在交流电压下降后恢复时很好地控制再浪涌电流（ V_IN > V_OUT 时）和非再浪涌电流（V_IN < V_OUT 时），使其足够高以快速提升 V_OUT，但不超过 M-CRPS 限制规格。