將浪涌電流限制和PFC 結合應用于白色家電馬達
當歐洲強制要求80W 及以上的電氣負載以高功率因數的方式消耗電路中的電流時,這意味著人類在資源和環境保護方面又向前邁出了一步。當然,許多消費類電子產品也由此受到了影響,其中包括白色家電。由于配置了逆變器用于電動馬達的驅動,所以諸如空調、冰箱、洗衣機和干燥機之類的許多家電的負載非常復雜。一般而言,復雜負載的功率因數都比較低。通過強制校正上述家用電器的功率因數,可更好地利用輸電線路送來的電能,從而節約能源并同時降低電能成本和減少燃燒礦物燃料而產生的二氧化碳排放。當今世界,很多政府監管部門都已經強制要求在白色家電中要具有類似的PFC 功能。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/119958.htm不具備PFC 功能的馬達驅動電路前端非常類似于一個開關模式的電源。在這個電源中有一個大容量電容,它將消除整流電源中的直流。當馬達驅動電路首次通電時,由于大容量電容上沒有電荷,整流電源的輸入端看起來就像是一個短路電路。當通電時,這種情況將產生較大的浪涌電流,以為電容器充電。如果上述浪涌電流未得到控制或限制,那么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。
圖1 典型的120VAC 浪涌電流曲線圖
大多數的白色家電的馬達制造商都已經選用負溫度系數電阻(NTC) 來限制浪涌電流。NTC 的工作原理非常簡單。在低溫和初次啟動的情況下,NTC 是一只高阻抗器件,限流能力非常突出。NTC 啟動或進入正常運行工作狀態片刻后,由于功耗的存在,其溫度會升高。隨著溫度的升高,其電阻顯著下降,這樣則為電流提供了一條更為順暢的流經通道。在大多數嵌入式馬達驅動電路中,NTC 放置在大電流路徑中,或是交流側,抑或是橋接整流器之后(請參閱圖2)。
圖2 典型的浪涌保護電路
采用NTC 來限制浪涌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面的影響。正如前面所述,NTC 的效率取決于溫度的高低。NTC 的溫度越高,其效率也就越高。NTC 不可用作散熱元件,否則它將無法像預想的那樣工作。由于功率的消耗,而使其他半導體元件所在區域的環境溫度上升。在嵌入式環境中,這一問題更為嚴重。溫度只要升高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。
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