基于新型器件STIL的浪涌電流限制電路(ICLC)設(shè)計
在系統(tǒng)啟動期間,STIL中的兩個單向開關(guān)是斷開的,浪涌電流通過二極管橋式整流、NTC(R4)和二極管D3對PFC輸出電容C7充電(跟隨橋式整流器的小電容C6僅用作高頻旁路,不影響浪涌電流)。一旦PFC預(yù)變換器導(dǎo)通,與主電感器L1耦合在一起的輔助電源為STIL中的兩個功率開關(guān)提供需要的能量使其接通,AC線路電流經(jīng)STIL和橋式整流底部的2只二極管整流,R4中不再有電流通過,故減小了其功率損耗,有利于提高系統(tǒng)效率。一旦AC線路輸入中斷,PFC變換器和STIL的輔助電源截止,電容C7放電,STIL的兩個開關(guān)斷開。當AC線路恢復(fù)時,兩個開關(guān)仍然斷開,浪涌電流對C7重新充電,并被R4限制。當C7充電結(jié)束PFC電路進入正常運行時,STIL中的兩個開關(guān)接通。
2.2 設(shè)計方法
假設(shè)PFC升壓變換器的主要技術(shù)規(guī)格為:
最大輸出功率 Pout(max)=85W;
DC穩(wěn)壓輸出電壓 Vout=400V;
最低AC線路輸入電壓 Vin(min)=85V;
最高AC線路輸入電壓 Vin(max)=264V;
系統(tǒng)效率 η=0.8;
峰值浪涌電流 Ipeak=30A;
最大開關(guān)頻率 fs(max)=350kHz;
升壓電感器L1電感值 L=850μH。
根據(jù)這些技術(shù)參數(shù)和STIL的電氣性能,可以對功率元器件和STIL驅(qū)動電路元件進行選擇。
2.2.1 功率元器件的選擇
1)NTC熱敏電阻(R4)
R4在系統(tǒng)啟動期間用以限制浪涌電流,在穩(wěn)態(tài)下被STIL短路。R4可用式(1)計算,即
R4=(1)
對于220V的AC額定輸入電壓,由于Ipeak=30A,則R4=10Ω。
2)STIL器件
由于PFC升壓變換器能在AC線路輸入端產(chǎn)生一個正弦波電流,故最大輸出平均電流可由式(2)確定,即
Iout(AV)(max)=(2)
將Pout(max)=85W,η=0.8和Vin(RMS)(min)=85V代入式(2),得Iout(AV)(max)=0.91A。由于STIL02的平均輸出電流為2A,故可選用STIL02作為浪涌電流限制器。
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