3 建议的再浪涌电流控制方法

图 3 展示了建议的低成本再浪涌电流控制方法。与图 1 相比，有两个不同之处。首先，R_T 已从交流侧移至直流侧。其次，金属氧化物半导体场效应晶体管 (MOSFET) Q₅ 取代了传统的机械继电器。选择固态继电器是因为需要快速开启和关闭继电器，而机械继电器速度太慢，无法满足这一需求。另外，由于 MOSFET 无法切断交流电压，因此其位于直流侧。浪涌电流限制的工作原理与传统方法相同。第一次向 PSU 施加输入电压时，R_T 将限制浪涌电流。浪涌电流通过后，Q₅ 开启且 R_T 被旁路。

图 4 展示了建议的再浪涌电流控制方法。V_AC 是 PFC 输入电压，V_OUT 是 PFC 输出电压，I_AC 是输入电流。Q₁ 和 Q₂ 是高频开关，在每个交流半周期中交替用作 PFC 升压开关或同步开关。在 PFC 满负荷运行时，交流线路电压会下降 10ms，然后恢复到其峰值。这是交流电压下降最糟糕的情况。

以下是建议的再浪涌电流控制方法：

• 在 t₀ 时：检测到交流电压下降时，Q₁ 和 Q₂ 关闭。您还必须同时关闭 PFC 电压和电流环路，因为如果电压环路和电流环路持续运行，其积分器将累积。当交流电压恢复且 PFC 开启时，将出现较大的 PWM 占空比，从而导致较大的电流峰值，可能会损坏电源。
• 电流环路关闭后，将其复位为 0 并清除其积分器历史记录。如果不清除积分器，当交流电压恢复且 PFC 开启时，PFC 将在交流电压下降前以相同的 PWM 占空比开启，而该占空比可能不合适。例如，如果在过零时发生交流电压下降，则 PWM 占空比几乎为 100%。如果交流电压恢复交流峰值而未清除电流环路积分器，则交流峰值时发生的占空比几乎为 100%，并将生成一个较大的电流峰值，这可能会损坏电源。对于电压环路，关闭后应将其冻结以保持其内部值。电压环路输出代表负载并用于生成电流环路基准；因此，您需要保持其值，以使负载在交流电压下降期间不会发生变化。
• 在 t₁ 时：交流电压恢复。由于 V_AC > V_OUT，生成的再浪涌电流将为大容量电容器充电。Q₁ 和 Q₂ 保持关闭。
• 在 t₂ 时：再浪涌电流超出可编程阈值并触发继电器 Q₅ 关闭事件。当 Q₅ 关闭时，再浪涌电流随即受 R_T 限制，其幅度迅速下降。继电器 Q₅ 仅关闭极短的时间（例如 10µs），然后再次开启。Q₅ 开启后，再浪涌电流会再次上升，直至超出阈值。此过程不断重复，直到再浪涌电流不再超出限值。图 5 显示了此进程的流程图。
• 在 t₃ 时：V_AC < V_OUT。现在，是时候开启 PFC 了。将电压环路基准设置为等于 t₃ 时的瞬时 V_OUT，然后开启电压环路。之后，逐渐增加电压环路基准，直到其达到正常设定值。对于电流环路，首先计算占空比 D = (V_OUT – V_AC)/V_OUT 并将其注入电流环路，以在电流环路开启时使电流环路输出从计算出的 D 开始。然后，开启电流环路。最后，开启 Q₁ 和 Q₂ 使 PFC 正常运行。

此过程不断重复，直到 V _OUT 超过 V_AC。