ZHDA146 January   2026 LMG3522R030

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1简介
  5. 2飞跨电容器开关单元的工作原理
    1. 2.1 三电平飞跨电容器开关单元的开关模式
  6. 3飞跨电容器开关单元的设计注意事项
    1. 3.1 导通和开关损耗
      1. 3.1.1 交流导通损耗
      2. 3.1.2 AC 开关损耗
    2. 3.2 无源元件设计
      1. 3.2.1 升压电感器设计
      2. 3.2.2 直流链路高频率纹波
      3. 3.2.3 飞跨电容器设计
    3. 3.3 布局布线注意事项
    4. 3.4 预充电网络
  7. 4实验结果
    1. 4.1 为 TIDA-010957 的飞跨电容器进行预充电
    2. 4.2 稳态运行情况
  8. 5总结
  9. 6参考资料

3.4 预充电网络

飞跨电容器转换器的一个关键主题是飞跨电容器本身的预充电方法。

在转换器的标称运行期间，通过电压控制环路将飞跨电容器电压电平设置为 Vdc/2 标称电压。通过将飞跨电容器的电压控制为直流总线电压的一半，FET 两端的电压应力即可被设定为直流总线电压的一半。

首次将转换器连接到电网时，MCU 和 AUX 电源处于关闭状态。在转换器的预充电序列期间，直流链路电压开始上升，但飞跨电容器电压仍等于零。如果电网电压较高且直流总线电压达到高于晶体管击穿电压的值，则 FET 有损坏的风险。使用与 S1 和 S4 并联的齐纳二极管和电阻器可以解决此问题，如图 3-11 所示。

三电平飞跨电容器转换器的预充电网络图 3-11 三电平飞跨电容器转换器的预充电网络

将齐纳二极管与 FET 并联有助于钳位其两端的电压。这样一来，一旦达到齐纳电压，飞跨电容器就会开始充电。为控制充电电流，可在回路中串联一个几欧姆的电阻，从而限制充电电流。通过根据电容值改变电阻的阻值，可以在充电电流与充电时间之间找到一个折中方案。电路的常量时间可通过 方程式 8 计算得出。

方程式 8. τ = 2 R P R C F C