现成的变压器限制电容器浪涌电流

存储在高压电容器中的能量激活了许多应用，包括辐射传感器、脉冲激光器、粒子束发生器和汽车直接燃油喷射系统。在最后一种情况下，喷油器在将燃油直接喷射到汽车燃烧室时对电容器放电。该应用所需的速度和控制可以使用标准的廉价变压器来实现。

电容器必须在每个发动机循环中快速充电，但要以受控的方式进行，以最大限度地减少电气系统中的噪声和电压瞬变。在选择电路元件时，对充电波形的控制还允许对成本/性能权衡进行更精细的调整。

可以使用廉价的现成6绕组变压器（图1）来限制电容器的浪涌电流，而无需增加反馈和控制电路，也不会产生与传统浪涌电流限制器相关的效率损失。T1配置为自耦变压器，其中三个绕组并联形成V之间的初级绕组在和 MOSFET 漏极，三个绕组串联形成 V 之间的次级在和 D2。匝数比为1：4。

图1.该升压转换器中的自耦变压器减少了对放电电容器的浪涌，允许使用较小的电容器，并降低了 MOSFET 所需的额定电压。

当升压DC-DC控制器（IC1）的反馈检测到电容电压下降时，控制器会打开MOSFET，并允许初级电流斜坡上升，并在变压器磁芯中产生磁通量。当该电流达到检流电阻（R3）设定的3.3A门限时，IC1通过关闭MOSFET来中断电流。

根据楞次定律，变压器通过产生电压浪涌迫使电流通过输出二极管来对抗磁通量的瞬时变化。变压器次级中产生的电流为I秒= I普里普利/N = 3.3A/4 = 0.83A。因此，变压器使从输出二极管流向放电电容器的峰值瞬时电流减少75%。它还将最大 MOSFET 漏极电压降低了 75%。

瞬时次级绕组电流降低 75%，通过强制按比例降低最大平均输出电流来限制充电电流的浪涌。结果是充电斜坡控制良好（图 2）。通过放宽对电容器的ESR要求，它还允许使用30μF聚酯薄膜电容器，以节省尺寸和成本。MOSFET 漏极处的最大电压较低，允许使用具有较低 R 的廉价 60V MOSFETDS（ON），从而提高效率。

图2.通过将峰值瞬时输出电流限制在瞬时初级电流的25%，图1中的自耦变压器在充电期间将电容的浪涌电流限制在一个控制良好的斜坡上。

审核编辑：郭婷