雷击浪涌时无桥PFC电路分析
图4 传统pfc电路
电路图说明：
1. l,n是emi滤波器之后的l、n线；
2. q1和q1a并联开关管；
3. d7为防雷防浪涌二极管
4. b101是整流桥。
图5 无桥pfc主电路拓扑
电路图说明：
1. l_m,l_n是经过m2板emi滤波器之后的l、n线；
2. q101和q102、q103和q104，d101和d102，d103和d104分别并联；
3. rv104为第二级压敏电阻
4. b105是用于抗浪涌冲击电流的跨接桥。
5. c195、c196为解决无桥pfc电路emi问题而设置的跨接电容
6. l105和l106为pfc电感
传统pfc防雷防浪涌电路分析
如图4所示，开关管与二极管的电压应力始终处于gnd与vpfc两个电平。雷击浪涌发生时，由于防雷二极管d7的存在，很大部分的能量通过d7泻放，从而保护了开关管和二极管，同时，他将整流桥上的输入残压和二极管承受的反压嵌位在vpfc附近，从而避免了整流桥的电压击穿。
图8 浪涌时整流桥输入ln残压波形
图9 浪涌时整流桥体内二极管上的反压波形
雷击浪涌时无桥pfc电路分析
无桥pfc在一个工频周期内根据输入电压的极性可分为两个阶段：正半工作周期和负半工作周期。图5所示为输入工频正半周期的无桥pfc的工作过程，当开关管q1和q2开通时，输入ac+、l105、q1、q2、l106和ac-构成回路，当开关管q1关断时，输入ac+、l105、d1、load、q2、l106和ac-构成回路。负半工作周期工作过程类似。
（a）工频正半工作周期，q1和q2开通
（b）工频正半工作周期，q1关断
图10 无桥pfc电路工作过程（工频正半工作周期）
为了便于分析，无桥pfc主电路简化为如图5所示的电路，根据无桥pfc电路的工作过程的分析：
vs为输入电压叠加浪涌残压，c3、c2为跨接电容，c1为母线电容
将电路中所有的半导体器件看成理想器件。
在状态a发生浪涌或雷击时（请参考图10（a）示意图）：
5.3.1 .1防雷桥应力分析
vl>vn ,b105的1，3管脚承受一个反压，其峰值等于vs；反之，b105的1，2管脚承受一个反压，其峰值等于vs
图11 残压vs 波形
图12 防雷桥b105体内二极管反压波形
另外电路要通过防雷桥背释放雷击浪涌能量。
图13 防雷桥b105到正母线的冲击电流波形
跨接电容应力分析：
根据捷尔霍夫定律 vc2+vc3=vs，由于防雷桥的嵌位作用，c2或c3的正相电位被嵌位在母线电压附近，因此两个电容的du/dt不一样，流过的电流也会不一样。
图14 跨接电容c2、c3电压波形
q1、q2、d1和d2应力分析
由于q1和q2同时导通，所以a、b两点电位近似于agdn,d1和d2承受的反压大致等于母线电压。所以管子的电压应力不存在风险。但是电流应力会比较大，需要测量mos电流应力，查器件资料，核算是否满足器件的单次不重复电流限值要求。
电感电应力分析
vs=vl105+vl106
因为q1和q2都导通，所以a、b两点电位近似于零电位，由于防雷桥二极管的嵌位作用，l105或l106总有一个电压嵌位在母线电压附近。
同样，由于防雷桥二极管的存在，两个电感的电流不会一样
在状态b发生浪涌或雷击时（请参考图10(b)示意图）：
防雷桥应力分析
vl>vn ,b105的1，3管脚承受一个反压，其峰值等于vs；反之，b105的1，2管脚承受一个反压，其峰值等于vs 。一个桥臂必然要通过电流释放雷击浪涌能量.
图15防雷桥b105到正母线的冲击电流波形
跨接电容应力分析：
根据捷尔霍夫定律 vc2+vc3=vs，由于防雷桥的嵌位作用，c2或c3的正相电位被嵌位在母线电压附近
q1、q2、d1和d2应力分析
由于q1管断，q2导通，所以b电位近似于agdn,a点电位近似于pfc母线电压。d2承受的反压大致等于母线电压，d1的反压近似于零。所以管子的电压应力不存在风险。但是电流应力会比较大，需要测量mos电流应力，查器件资料，核算是否满足器件的单次不重复电流限值要求。
电感电应力分析
vs=vl105+vl106+vpfc
由于q1管断，q2导通，所以b电位近似于agdn,a点电位近似于pfc母线电压,而l_m1的电位由于防雷桥二极管嵌位在pfc母线电压。所以浪涌雷击时l105两端电压为零。， l106的两端电压为vl106=vs-vpfc
同样，两个电感的电流不会一样，l105在某个特定时刻（l>n）几乎没有电流
图16 电感l105、l106电流波形
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如图4所示，开关管与二极管的电压应力始终处于gnd与vpfc两个电平。雷击浪涌发生时，由于防雷二极管d7的存在，很大部分的能量通过d7泻放，从而保护了开关管和二极管，同时，他将整流桥上的输入残压和二极管承受的反压嵌位在vpfc附近，从而避免了整流桥的电压击穿。
图8 浪涌时整流桥输入ln残压波形
图9 浪涌时整流桥体内二极管上的反压波形
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（a）工频正半工作周期，q1和q2开通
（b）工频正半工作周期，q1关断
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