3 AC 電圧低下に関する技術的な課題

最初に注目したい課題は、AC 入力電圧がなくなると逆電流が発生することです。トーテムポール PFC トポロジ内にあるすべてのスイッチは双方向であるため、同期整流器として動作する FET は、AC を取り除く際にできるだけ迅速に遮断することが重要です。これにより、出力電圧が放電し、利用可能なホールドアップ時間が短縮される原因となる負電流の生成が防止されます。図 2 は、正のハーフサイクル中の同期導通区間に対してこの負電流を生成する経路を示します。さらに、同期整流器のターンオフが大幅に遅延すると、過電流保護 (OCP) をアクティブにすることができる大きな電流スパイクが発生する可能性もあります。たとえば、入力電圧がないときに同期整流器がオンのままである場合、 $V_{dc}=L_{b1}\cdot \frac{d{I}_1}{dt}$ を解けば、70A の電流を生成するのにかかる時間、すなわち 2.5μs を求めることができます。この短い時間は AC 電圧低下の検出にとって重大な問題を提示しており、システムが OCP に達したり損傷を引き起こしたりする前に問題を特定し、スイッチングを停止する必要があります。

2 つ目の課題は、AC 回復後の PFC の動作再開です。この事象の中心的な問題は、PFC のバイパス ダイオードが出力電圧を入力正弦波のピークまで充電するという事実に起因します。これは、出力電圧がこのピーク値より大幅に低下したときに、高ラインで最も発生しやすくなります。このような事象が発生している間、コンバータには電流を止めるメカニズムがないため、サージ電流は非常に大きくなります。これらの事象の際にスイッチを不適切に制御すると、インダクタが飽和して OCP 事象が発生し、出力電圧がさらに放電されるため、事態をさらに悪化させる可能性があります。L_b1 と L_b2 に小さな値のインダクタを使用する iTCM トポロジの高周波動作ポイントにより、この間も高精度の制御アルゴリズムが必要となります。