存儲(chǔ)在高壓電容器中的能量激活了許多應(yīng)用，包括輻射傳感器、脈沖激光器、粒子束發(fā)生器和汽車直接燃油噴射系統(tǒng)。在最后一種情況下，噴油器在將燃油直接噴射到汽車燃燒室時(shí)對(duì)電容器放電。該應(yīng)用所需的速度和控制可以使用標(biāo)準(zhǔn)的廉價(jià)變壓器來(lái)實(shí)現(xiàn)。

電容器必須在每個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)中快速充電，但要以受控的方式進(jìn)行，以最大限度地減少電氣系統(tǒng)中的噪聲和電壓瞬變。在選擇電路元件時(shí)，對(duì)充電波形的控制還允許對(duì)成本/性能權(quán)衡進(jìn)行更精細(xì)的調(diào)整。

可以使用廉價(jià)的現(xiàn)成6繞組變壓器（圖1）來(lái)限制電容器的浪涌電流，而無(wú)需增加反饋和控制電路，也不會(huì)產(chǎn)生與傳統(tǒng)浪涌電流限制器相關(guān)的效率損失。T1配置為自耦變壓器，其中三個(gè)繞組并聯(lián)形成V之間的初級(jí)繞組在和 MOSFET 漏極，三個(gè)繞組串聯(lián)形成 V 之間的次級(jí)在和 D2。匝數(shù)比為1：4。

圖1.該升壓轉(zhuǎn)換器中的自耦變壓器減少了對(duì)放電電容器的浪涌，允許使用較小的電容器，并降低了 MOSFET 所需的額定電壓。

當(dāng)升壓DC-DC控制器（IC1）的反饋檢測(cè)到電容電壓下降時(shí)，控制器會(huì)打開MOSFET，并允許初級(jí)電流斜坡上升，并在變壓器磁芯中產(chǎn)生磁通量。當(dāng)該電流達(dá)到檢流電阻（R3）設(shè)定的3.3A門限時(shí)，IC1通過(guò)關(guān)閉MOSFET來(lái)中斷電流。

根據(jù)楞次定律，變壓器通過(guò)產(chǎn)生電壓浪涌迫使電流通過(guò)輸出二極管來(lái)對(duì)抗磁通量的瞬時(shí)變化。變壓器次級(jí)中產(chǎn)生的電流為I秒= I普里普利/N = 3.3A/4 = 0.83A。因此，變壓器使從輸出二極管流向放電電容器的峰值瞬時(shí)電流減少75%。它還將最大 MOSFET 漏極電壓降低了 75%。

瞬時(shí)次級(jí)繞組電流降低 75%，通過(guò)強(qiáng)制按比例降低最大平均輸出電流來(lái)限制充電電流的浪涌。結(jié)果是充電斜坡控制良好（圖 2）。通過(guò)放寬對(duì)電容器的ESR要求，它還允許使用30μF聚酯薄膜電容器，以節(jié)省尺寸和成本。MOSFET 漏極處的最大電壓較低，允許使用具有較低 R 的廉價(jià) 60V MOSFETDS（ON），從而提高效率。

圖2.通過(guò)將峰值瞬時(shí)輸出電流限制在瞬時(shí)初級(jí)電流的25%，圖1中的自耦變壓器在充電期間將電容的浪涌電流限制在一個(gè)控制良好的斜坡上。

審核編輯：郭婷