中心議題：

• 限製浪湧電流
• 克服NTC中問題的實施方案

解決方案：

• 用負溫度係數電阻 (NTC) 來限製浪湧電流 
• 矽控整流器(SCR) 和PFC 升壓電感小輔助繞組的非穩壓電壓源
• 通過多種使用功能的實施來降低係統的複雜性

當歐洲強製要求80W 及ji以yi上shang的de電dian氣qi負fu載zai以yi高gao功gong率lv因yin數shu的de方fang式shi消xiao耗hao電dian路lu中zhong的de電dian流liu時shi，這zhe意yi味wei著zhe人ren類lei在zai資zi源yuan和he環huan境jing保bao護hu方fang麵mian又you向xiang前qian邁mai出chu了le一yi步bu。當dang然ran，許xu多duo消xiao費fei類lei電dian子zi產chan品pin也ye由you此ci受shou到dao了le影ying響xiang

，其qi中zhong包bao括kuo白bai色se家jia電dian。由you於yu配pei置zhi了le逆ni變bian器qi用yong於yu電dian動dong馬ma達da的de驅qu動dong
，所suo以yi諸zhu如ru空kong調tiao、冰箱
、洗(xi)衣(yi)機(ji)和(he)幹(gan)燥(zao)機(ji)之(zhi)類(lei)的(de)許(xu)多(duo)家(jia)電(dian)的(de)負(fu)載(zai)非(fei)常(chang)複(fu)雜(za)。一(yi)般(ban)而(er)言(yan)
，複(fu)雜(za)負(fu)載(zai)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)都(dou)比(bi)較(jiao)低(di)。通(tong)過(guo)強(qiang)製(zhi)校(xiao)正(zheng)上(shang)述(shu)家(jia)用(yong)電(dian)器(qi)的(de)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)，可(ke)更(geng)好(hao)地(di)利(li)用(yong)輸(shu)電(dian)線(xian)路(lu)送(song)來(lai)的(de)電(dian)能(neng)，從(cong)而(er)節(jie)約(yue)能(neng)源(yuan)並(bing)同(tong)時(shi)降(jiang)低(di)電(dian)能(neng)成(cheng)本(ben)和(he)減(jian)少(shao)燃(ran)燒(shao)礦(kuang)物(wu)燃(ran)料(liao)而(er)產(chan)生(sheng)的(de)二(er)氧(yang)化(hua)碳(tan)排(pai)放(fang)。當(dang)今(jin)世(shi)界(jie)，很(hen)多(duo)政(zheng)府(fu)監(jian)管(guan)部(bu)門(men)都(dou)已(yi)經(jing)強(qiang)製(zhi)要(yao)求(qiu)在(zai)白(bai)色(se)家(jia)電(dian)中(zhong)要(yao)具(ju)有(you)類(lei)似(si)的(de)PFC 功能。

不具備PFC gongnengdemadaqudongdianluqianduanfeichangleisiyuyigekaiguanmoshidedianyuan。zaizhegedianyuanzhongyouyigedarongliangdianrong，tajiangxiaochuzhengliudianyuanzhongdezhiliu。dangmadaqudongdianlushoucitongdianshi，youyudarongliangdianrongshangmeiyoudianhe
，zhengliudianyuandeshuruduankanqilaijiuxiangshiyigeduanludianlu。dangtongdianshi，zhezhongqingkuangjiangchanshengjiaodadelangyongdianliu
，yiwei電容器充電。如果上述浪湧電流未得到控製或限製，那麼線路中的電流消耗將迅速飆升，從而超過其正常 RMS 工作電流（請參閱圖 1）。這些過大的電流會對保險絲、焊點和電子組件等機械和電氣元件造成潛在的損壞或應力。
大多數的白色家電的馬達製造商都已經選用負溫度係數電阻 (NTC) 來限製浪湧電流。NTC 的工作原理非常簡單。在低溫和初次啟動的情況下

，NTC 是一隻高阻抗器件
，限流能力非常突出。NTC 啟(qi)動(dong)或(huo)進(jin)入(ru)正(zheng)常(chang)運(yun)行(xing)工(gong)作(zuo)狀(zhuang)態(tai)片(pian)刻(ke)後(hou)，由(you)於(yu)功(gong)耗(hao)的(de)存(cun)在(zai)，其(qi)溫(wen)度(du)會(hui)升(sheng)高(gao)。隨(sui)著(zhe)溫(wen)度(du)的(de)升(sheng)高(gao)
，其(qi)電(dian)阻(zu)顯(xian)著(zhu)下(xia)降(jiang)
，這(zhe)樣(yang)則(ze)為(wei)電(dian)流(liu)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)條(tiao)更(geng)為(wei)順(shun)暢(chang)的(de)流(liu)經(jing)通(tong)道(dao)。在(zai)大(da)多(duo)數(shu)嵌(qian)入(ru)式(shi)馬(ma)達(da)驅(qu)動(dong)電(dian)路(lu)中(zhong)

，NTC 放置在大電流路徑中，或是交流側
，抑或是橋接整流器之後（請參閱圖 2）。
采用 NTC 來限製浪湧的做法存在一些內在的不足之處，這些不足將對嵌入式馬達驅動器件的穩定性產生負麵的影響。正如前麵所述，NTC 的效率取決於溫度的高低。NTC 的溫度越高，其效率也就越高。NTC bukeyongzuosanreyuanjian
，fouzetajiangwufaxiangyuxiangdenayanggongzuo。youyugonglvdexiaohao，ershiqitabandaotiyuanjiansuozaiquyudehuanjingwendushangsheng。zaiqianrushihuanjingzhong，zheyiwentigengweiyanzhong。wenduzhiyaoshenggao 10oc，半導體的預期壽命或平均無故障時間 (MTBF) 將縮短 50% 之多，從而大幅降低馬達驅動器件的穩定性。

NTC 存在的另一個主要問題就是其熱堆積 (thermal mass) huoshijianxiangying。ruguodianyuandianyazanshixiajianghuodianyuandianyachangshijianyanzhongqianya
，ercishidarongliangdianrongqiyouqieduanduiqideyouxiaochongdian，namejianghuiyinfawenti。dangxiandianyahuifuzhengchangshi

，NTC 或huo許xu還hai未wei能neng獲huo得de足zu夠gou的de冷leng卻que時shi間jian，這zhe樣yang將jiang使shi其qi處chu於yu低di阻zu抗kang狀zhuang態tai。在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia
，由you於yu線xian電dian壓ya的de恢hui複fu而er產chan生sheng比bi正zheng常chang情qing況kuang下xia更geng高gao的de浪lang湧yong電dian流liu
，甚shen至zhi比bi初chu次ci啟qi動dong時shi產chan生sheng的de浪lang湧yong電dian流liu還hai要yao高gao。此ci時shi
，電dian路lu無wu任ren何he保bao護hu措cuo施shi。這zhe種zhong超chao乎hu尋xun常chang的de大da電dian流liu會hui損sun壞huai電dian路lu中zhong傳chuan動dong係xi元yuan件jian
，如ru保bao險xian絲si


、焊點、線跡以及路徑中的所有元件。

圖 3 顯示了為克服 NTC 中許多惱人問題的實施方案。這種實施方案就是既可選擇固定阻值的電阻
，也可選擇 NTC 作為浪湧電阻。這裏所闡述的浪湧電路具有兩隻額外的矽控整流器 (SCR) 和一個來自 PFC 升壓電感小輔助繞組的非穩壓電壓源。
馬達電路首次通電時
，電流首先流經橋接整流器、浪湧電阻，然後流至大容量電容器。在該電容器處，浪湧電阻對電流進行了限製。一段時間之後（時間長短通常取決於 PFC 控製器電路），電流開始流動。電流流動時，PFC 控製器開始開關功率 MOSFET
，而 MOSFET 反過來啟動升壓電感中的脈衝電流。然後，這一脈衝電流會在輔助繞組上產生一個浮動非穩壓電壓，這一電壓用於觸發兩隻 SCR 的柵極電路。兩隻 SCR 以如下方式布置在電路中：tigongyitiaodianliutongdao，zhetiaotongdaoraoguoqiaojiezhengliudianluzhongdeliangzhizhengliuqiyijilangyongdianzu。zaidianluzhongwuxuewaizengjiachuanlianyuanjiandeqingkuangxia，shangshusuoxuanlujingjikeweidianliutigongyitiaofeichanggaoxiaodetongdao。suiran SCR 的正向壓降 (Vf) 比整流二極管稍大
，但是固定阻值電阻或 NTC 等限流組件兩端的壓降已經消除。此外，SCR 散發的熱量可由散熱片予以消除（經由 SCR 的機架），而 NTC 無法做到這一點。這種散熱能力可使器件在更適宜的環境下運行，從而實現更高的係統穩定性和 MTBF 值。

必須選擇輔助繞組的匝數比
，以確保產生足夠的電壓來觸發各種規定線電壓極限下 SCR 的柵極電路。由於 PFC 電路的開關頻率一般比線路頻率高許多，所以柵極電路觸發的時間設定通常無關緊要。工作頻率僅為 40 kHz 的 PFC 電路將確保 SCR 的零交叉開關，使其更像橋接中的簡單整流器。

圖 3 顯示了業界首款單芯雙相交錯式 PFC 預調節器——TI UCC28070 的簡化原理圖。交錯雙相相互之間的相位差為 180°
，這樣則消除了波紋電流，從而可以使用更小的電磁幹擾 (EMI) 濾波器以及外觀更小巧的 PFC 輸出電容器。雙相交錯式拓撲結構、體積更小的元件是嵌入式馬達驅動電路的理想解決方案。交錯式 PFC 可滿足非常高的功率密度要求。
由於功耗分散到兩個相位上
，所以交錯式 PFC 其他的優點還包括更輕鬆的散熱管理。因為兩個相位的總電感容量比單級設計要小很多（請參閱圖 4）
，所以可以使用外觀更小巧的 EMI 濾波器和 PFC 輸出電容器以及更少的磁性材料
，從而降低總體係統成本。另外
，MOSFET 和二極管額定電流值可至少降低 50%。體積更小的 MOSFET 運行速度自然會更快，這樣則可進一步減少 MOSFET 的開關損耗。最後
，通過將每一相位的容量翻番

，規模經濟提高了各相位配套器件的購買力。 UCC28070 以連續導電模式 (CCM) 運行。同時
，也可選用 UCC28060——以轉移模式 (TM) 運行。UCC28060 jubeileisideyoudian，zhexieyoudianyuanyubowendianliudexiaochu，danshitongshihaitigongleyixiejiaodichengbendejiejuefangan。zuiyinrenzhumudeshi，youyuzaizhuanyimoshixiayunxingshi
，bucunzaifanxianghuifutiaojian
，suoyicaiyongdichengbendeshengyaerjiguan。

在 UCC28070 或其設計中集成浪湧電流限製功能，隻需將圖 3 中的浪湧電流組件添加到其中的一個相位電感上即可。
TI 的 PFC 控製器的產品係列包括 UCC28070 或 UCC28060 交錯式 PFC 控製器等器件，這些控製器額外配置了一個功能模塊，其可同時監控 PFC 控(kong)製(zhi)器(qi)的(de)輸(shu)入(ru)端(duan)和(he)輸(shu)出(chu)端(duan)。如(ru)果(guo)功(gong)能(neng)模(mo)塊(kuai)監(jian)測(ce)到(dao)存(cun)在(zai)著(zhe)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)條(tiao)件(jian)，比(bi)如(ru)線(xian)電(dian)壓(ya)中(zhong)出(chu)現(xian)瞬(shun)時(shi)損(sun)耗(hao)
，它(ta)將(jiang)限(xian)製(zhi)柵(zha)極(ji)電(dian)路(lu)驅(qu)動(dong)輸(shu)出(chu)
，從(cong)而(er)阻(zu)止(zhi) MOSFET 開關，並關閉 SCR 柵極驅動電路的電源。這樣
，浪湧成分就會自然而然的被退回到大電流通道。

總結
dangtandaobaisejiadianyingyongdexitongjichengshi，xuduoshejirenyuandouqingxiangyudianliutongdaolujingdexuanzefangan。bufenshejirenyuanqingxiangyuzoutongguoduozhongshiyonggongnengdeshishilaijiangdixitongdefuzaxingbingnenggoujiasushangshishijiandeqijianyingyongzhilu。biru，dangtianjiamadakongzhisuanfa（如現場型控製）時，TI 推出的C2000 數字信號控製器 (DSC) 就可以取代傳統用於動作控製的微控製器。當采用尺寸更小的電源電子器件時，可以提高效率。C2000 數字信號控製器除了能與各種PFC 拓撲結構兼容外（包括交錯式PFC），它還能同時實施所有必需的三相馬達控製功能、處理係統內部通信
、提供用戶界麵以及提供所述的浪湧電流限製控製功能。所有這些功能都可在一片 C2000 數字信號處理器 (DSP) 上實現。