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原标题：OBC车载充电机浪涌抑制线路分析

迪龙科技/迪龙新能源

一、概述

电动汽车和油电混合动力汽车在通用平台基础上设计，OBC车载充电机作为充电设备，变成不或缺的器件，在OBC满足电网需求和各种安规要求的条件下，就需要对输入线路做出相应的设计，其中OBC浪涌抑制线路作为关键的线路，需要专门设计，用于满足对电网浪涌抑制的需求，防止EMI的问题，并且可以解决线路中过大浪涌电流对线路中关键器件损坏的，提升整个线路的可靠性。

二、原理

2.1 OBC浪涌抑制线路图

以下为OBC线路的部分原理图，从线路结构中可以看到，输入AC通过共模及X电容后，通过整流桥整流后进入到大的电解电容中，在这个过程中有个电阻R，R和继电器K并联，该继电器由一个小的 MOS Q控制，MOS栅极通过主控MCU进行控制，该线路实现了输入浪涌抑制。

图1 OBC浪涌抑制线路主结构图

2.2 实现原理

输入电网是正弦波，按照AC220V电网计算，峰值电压应该是220V * 1.414=311V，在输入开关闭合的一瞬间，如果此时正好处在波峰的正顶点，此时将会311V电压直接通过输入向负载电容充电。

我们知道电容两端的电压不能突变，由于电容容量大，此时整个输入系统的对外阻抗较低，此时将会以很大的电流向电解电容充电。

此时流经输入到电容的每个器件将承受瞬间数百安培的电流，轻者产生较大对外干扰（EMI），重则会导致线路中器件失效，特别是电容前段整流桥会被如此大的浪涌电流导致失效。

为了抑制该浪涌电流，在线路中引入一个电阻R，此时最大的浪涌电流值等于峰值电压311V/R，假设R取值30Ω，此时线路中最大浪涌电流为10.4A，符合设计预期。

由于引起电阻R在BUCK电容充电完成后，线路进入正常工作时候，该电阻会带来很大的损耗值，此时不需要该电阻存在，这个时候就需要用继电器将该电阻短路，而控制该继电器的信号应该由主控MCU给出，通过主控判断BUCK电压完全建立，线路进入正常工作状态前，将继电器闭合短路掉R来实现浪涌抑制。

但是在实际线路测试中，比如输入电压跌落、输出保护、快速开关机这些测试时候应该不允许继电器反复动作，出现误动作情况，此时会在MCU内部加入判断条件来实现。

三、浪涌抑制线路测试

3.1 测试波形

下图中浪涌较大，峰值达到了67.6A，可以通过改大串入电阻阻抗来调小浪涌电流最大值。

图2 输入浪涌测试波形

以上测试浪涌值，只读取了最大值和有效值，单次脉冲能量可以使用功能较强的示波器，对图中面积进行积分求得。该值用于评估整流桥在特殊环境条件下失效风险。

3.2 测试设备设置

图3 测试AC SOURCE参数设置

测试时，需要设置AC SOURCE输出参数ON的起始相位为 90°，此时起始点为正弦波的最大值点，探头接输出L线，电流方向从L线流出方向。