基于新型器件STIL的浪涌电流限制电路（ICLC）设计

将Pout(max)=85W，η=0.8和Vin(RMS)(min)=85V代入式（2），得Iout(AV)(max)=0.91A。由于STIL02的平均输出电流为2A，故可选用STIL02作为浪涌电流限制器。

3）桥式整流二极管

PFC进入稳压工作后，桥式整流器中只有底部的2只二极管工作。通过二极管的最大平均电流与流过STIL02的最大输出电流（0.91A）相同。整流二极管的平均电流必须高于Iout(AV)(max)，考虑到留有足够的余量，可选用正向电流为4A的整流二极管。

PFC升压变换器必须符合IEC61000-4-5电磁兼容（EMC）标准。当在AC线路输入电压上施加一个2kV的浪涌瞬时电压时，施加到桥式二极管上的快速瞬态过电压（FTO）达694V。因此，整流二极管的重复峰值反向电压应当高于该数值，可选择800V。

4）输入保险丝（Fu）

在稳压条件下，通过保险丝的最大电流发生于最低AC线路电压下。其数值为：I=(Pout(max)/η)/Vin(RMS)(min)=(85W/0.8)/85V=1.25A。仅在电流过载期间，保险丝才会熔断。在浪涌期间，所承受的电流由标准（300A/8/20μs）确定。则选择保险丝的额定电流可为6.3A。

2.2.2 STIL02驱动器电路元件的选择

由L6561控制的有源PFC预调节器工作在临界模式。升压电感器数值L=850μH，在采用THOMSON-CSF B1ET2910A（ETD29mm×16mm×10mm）或OREGA 473201A8磁芯（气隙长度为1.25mm）时，初级线圈绕组（采用10×0.2mm绞合线）N1=90T。

1）辅助绕组匝数N2的确定

升压电感器辅助绕组匝数N2可利用式（3）来计算，即

N2=（3）

式中：k=5，用作减小电容器C3两端的纹波电压；

Vout=400V，Vpt(max)=VDC(pt1)(max)=1V，二极管D1的正向压降VD1=VD2=0.7V。

根据式（3），N2=2.62T，选择N2=3T。

2）计算电容C1和C2的容值

PFC升压变换器在通用的AC 85～265V输入电压下工作，电容C1和C2的容值由式（4）确定，即

C1=C2>=?（4）

式中：(Ipt1(max)＋Ipt2(max))=20mA；

85V为最低AC线路电压峰值。

将相关数据代入式（4），得C1=C2=210nF。考虑到±20％的离差，可选择C1=C2=330nF。

3）计算电阻R3的数值

PFC升压变换器在临界模式下操作，开关频率不是固定的，而是变化的。R3的阻值选择应保证在最高开关频率（350kHz）时充分充电，所以，R3的电阻值应尽量小一些。在AC线路电压过零附近，开关频率最高。R3的选择可由式（5）确定，即

R3=?（5）

将C1=330nF和fs(max)=350kHz代入式（5）得R3=0.29Ω，选择R3=0.33Ω的标准电阻。

4）R1和R2的选择

R1和R2用作平衡STIL02两个单向开关的引导控制电流。R1和R2不应超过式（6）确定数值，即

R1=R2≤（6）

将已知数据代入式（6）得R1=R2=854Ω，选择R1=R2=820Ω。

5）电容器C3的选择

当PFC电路在AC线路电压接近零时大约1ms的时间内不工作时，要求C3仍能为STIL02提供足够的能量，则C3应不低于式（7）确定的容值，即

C3≥（7）

式中：死区时间tdead=1ms。

根据式（7）计算的结果，C3≥8.2μF。

当AC线路电压过低持续时间tbrownout结束之前，为激活浪涌电流限制功能，STIL02中的开关应当断开。这就要求C3容值应不超过式（8）确定的数值，即

C3≤（8）

通常选择tbrownout=20ns。由于R1=820Ω，C1=220nF，因此C3≤16μF。

根据式（7）和式（8）计算的结果，可以选择C3=10μF，便可以满足tdead和tbrownout两个条件。

6）二极管D1和D2的选择

二极管D1和D2通过的电流都较小，所施加的反向电压也不高，选择BA149足可以满足要求。

3 结语

基于半可控整流桥（HCRB）拓扑结构的STIL器件，与NTC热敏元件等组成浪涌电流限制电路（ICLC）具有诸多优点。事实上，STIL中的单向开关，是采用专门ASDTM工艺集成的高性能SCR，在其控制极电流（Igt）、dv/dt和反向漏电流（Ik）三个参数之间实现了较理想的折衷。这种单向开关的反向功耗是传统HCRB电路中使用的分立非灵敏SCR（触发电流为几个mA）反向功耗（约900mW）的1/100，抗瞬态电压冲击能力（dv/dt）比灵敏SCR（触发电流为几十μA，dv/dt仅约10V/μs）高50～100倍。与独立使用NTC热敏电阻比较，功率损耗大大地降低。当STIL用于80W变换器时，效率比单独使用NTC热敏电阻约提高1.5％。