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浪涌电流限制器STIL02在临界模式PFC升压变换器中的应用
摘要：以半可控整流器桥路(HCRB)为基础的STIL02浪涌电流限制器克服了NTC热敏电阻在热态重启时浪涌限流功能变差以及热态功耗较大的缺点，因而是一款优质高效的新型ＵＴ(３)为输出端，ＰＴ１(２)和ＰＴ２(４)为触发输入端。
ＳＴＩＬ０２的重复正向和反向截止电压达７００Ｖ，输出平均电流Ｉｏｕｔ(ＡＶ)为２Ａ，具有ｄＶ／ｄｔ＞５００Ｖ／μｓ的高抗扰性能和较小的功率损耗。
与ＨＣＲＢ电路比较，ＳＴＩＬ０２解决了功率损耗与抗扰性之间的冲突。众所周知：ＳＣＲ分为灵敏和非灵敏两类。假如ＨＣＲＢ中ＳＣＲ采纳灵敏型器件(触发电流小于１００μＡ)，尽管其反向漏电流和反向损耗都很小，但实际上还是不行行。缘由是其抗扰性太差，ｄＶ／ｄｔ仅约１０Ｖ／μｓ(加进阻尼电路也只有约１００Ｖ／μｓ)，而系统启动时在前端产生的窄振荡脉冲电压上升速率ｄＶ／ｄｔ通常将近３００Ｖ／μｓ。假如ＨＣＲＢ中的ＳＣＲ采纳非灵敏器件(触发电流为几个ｍＡ)，虽然ｄＶ／ｄｔ可达２００Ｖ／μｓ(附加阻尼电路将近４００Ｖ／μｓ)，但其反向漏电流和反向损耗比灵敏型ＳＣＲ约高１００倍。而ＳＴＩＬ０２的功率损耗与灵敏ＳＣＲ相同，但抗扰性是全部类型的ＳＣＲ都不能比拟的(其ｄＶ／ｄｔ可达１０００Ｖ／μｓ以上)。
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２　应用电路及工作原理
ＳＩＴＬ０２应用在ＰＦＣ升压变换器前端的连接电路如图３所示。当该电路在室温下冷启动时，ＳＴＩＬ０２中的两个单向开关是断开的，浪涌电流通过桥式整流二极管和涌入电流限制电阻Ｒ４(ＮＴＣ)对ＰＦＣ输出电容Ｃ７充电。一旦ＰＦＣ变换器导通，那么由升压电感器的次级绕组(ｎ２)、二极管Ｄ１和Ｄ２、电阻Ｒ３及电容Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３组成的帮助电源(实际上作为ＳＴＩＬ０２的驱动电路使用)将会供应足够的能量，以驱动ＳＴＩＬ０２的两个开关以使其导通，从而使ＡＣ电流通过两个开关和桥式整流器下的两只二极管整流。
假如ＡＣ线路脱落，输入电流突然消逝，电容器Ｃ３不再充电，其电压降低。一旦ＳＴＩＬ０２脚ＰＴ１和ＰＴ２上的输入驱动电流低于触发电流门限电平，内部两个单向开关就会断开。而当ＡＣ线路恢复输入时，对Ｃ３充电的涌入电流将通过Ｒ４(ＮＴＣ)被限制。
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图2和图3
３　设计举例
设ＰＦＣ升压变换器工作在临界模式(Ｃｒｉｔｉｃａｌ Ｍｏｄｅ)且技术要求如下：
●最大输出功率Ｐｏｕｔ(ｍａｘ)为８５Ｗ；
●输入ＡＣ电压为８５～２６４Ｖｒｍｓ(５０／６０Ｈｚ)；
●经调整的ＤＣ输出电压Ｖｏｕｔ为４００Ｖ；
●峰值涌入电流Ｉｐｅａｋ小于３０Ａ(＠Ｔａ＝２５℃)；
●系统效率η为８０％；
●最大开关频率ｆｓ(ｍａｘ)为３６５ｋＨｚ。
依据上述条件，可选择Ｌ６５６１为ＰＦＣ掌握器。
３．１ 主要功率元件的选择
ＳＴ公司生产的浪涌电流限制器件除ＳＴＩＬ０２外，还有ＳＴＩＬ０４。其中ＳＴＩＬ０２的平均输出电流为２Ａ，ＳＴＩＬ０４则为４Ａ。在ＰＦＣ升压变换器中，可以认为桥式整流器的输入电流为正弦电流，故通过浪涌电流限制器件的平均电流为：

因此，对于本设计，可选用ＳＴＩＬ０２来进行浪涌电流