将浪涌电流限制和PFC 结合应用于白色家电马达

　　当欧洲强制要求80W 及以上的电气负载以高功率因数的方式消耗电路中的电流时，这意味着人类在资源和环境保护方面又向前迈出了一步。当然，许多消费类电子产品也由此受到了影响，其中包括白色家电。由于配置了逆变器用于电动马达的驱动，所以诸如空调、冰箱、洗衣机和干燥机之类的许多家电的负载非常复杂。一般而言，复杂负载的功率因数都比较低。通过强制校正上述家用电器的功率因数，可更好地利用输电线路送来的电能，从而节约能源并同时降低电能成本和减少燃烧矿物燃料而产生的二氧化碳排放。当今世界，很多政府监管部门都已经强制要求在白色家电中要具有类似的PFC功能。

　　不具备PFC功能的马达驱动电路前端非常类似于一个开关模式的电源。在这个电源中有一个大容量电容，它将消除整流电源中的直流。当马达驱动电路首次通电时，由于大容量电容上没有电荷，整流电源的输入端看起来就像是一个短路电路。当通电时，这种情况将产生较大的浪涌电流，以为电容器充电。如果上述浪涌电流未得到控制或限制，那么线路中的电流消耗将迅速飙升，从而超过其正常RMS 工作电流（请参阅图1）。这些过大的电流会对保险丝、焊点和电子组件等机械和电气元件造成潜在的损坏或应力。

　　图1 典型的120VAC 浪涌电流曲线图

　　大多数的白色家电的马达制造商都已经选用负温度系数电阻(NTC) 来限制浪涌电流。NTC 的工作原理非常简单。在低温和初次启动的情况下，NTC 是一只高阻抗器件，限流能力非常突出。NTC 启动或进入正常运行工作状态片刻后，由于功耗的存在，其温度会升高。随着温度的升高，其电阻显著下降，这样则为电流提供了一条更为顺畅的流经通道。在大多数嵌入式马达驱动电路中，NTC 放置在大电流路径中，或是交流侧，抑或是桥接整流器之后（请参阅图2）。

　　图2 典型的浪涌保护电路

　　采用NTC 来限制浪涌的做法存在一些内在的不足之处，这些不足将对嵌入式马达驱动器件的稳定性产生负面的影响。正如前面所述，NTC 的效率取决于温度的高低。NTC 的温度越高，其效率也就越高。NTC 不可用作散热元件，否则它将无法像预想的那样工作。由于功率的消耗，而使其他半导体元件所在区域的环境温度上升。在嵌入式环境中，这一问题更为严重。温度只要升高10oc，半导体的预期寿命或平均无故障时间(MTBF) 将缩短50% 之多，从而大幅降低马达驱动器件的稳定性。