电源管理技术创新联盟吴新科老师、张军明老师，于2025年3月15日-3月20日赴美国亚特兰大，受邀参加电力电子与能源转换领域最具代表性的国际顶级学术会议之一，第40届IEEE 应用电力电子会议暨博览会 (APEC2025) 。

ZJU-PMIC介绍了一种适用于飞跨电容多电平的AC Drop暂态保护与恢复的策略，并做墙报展示。

成果介绍

由于PFC工作期间网侧存在的AC Drop等暂态过程（如Fig. 1所示），且多电平PFC的电感远小于两电平（如Fig. 2所示），所以容易发生过流问题（如Fig. 3所示）。

Fig.1 典型的电网暂态波形

Fig.2 多电平PFC感量随电平数增加迅速降低

Fig.3 多电平（右侧）遭遇网侧暂态后，过流相较两电平（左侧）更加严重

ZJU-PMIC团队针对上述问题，提出了一种适用于飞跨电容多电平的AC Drop暂态保护与恢复的策略来避免过流问题（如Fig. 4, Fig. 5所示）。该策略分为两步：

1）利用比较器触发手段等对过流进行快速保护；

2）在电路重启时设置合理的占空比实现电流的软起动。

Fig. 4 本工作所提出的多电平电路网侧暂态保护策略

Fig. 5 保护策略对应的时域控制图

负载500W时，对输入/输出：110Vac/400Vdc的五电平图腾柱PFC的AC Drop保护策略进行实验验证，能够有效抑制飞跨电容高频振荡，减小开关管电压应力，如Fig.6所示。

Fig. 6（a）保护过程的飞跨电容与母线电压波形

Fig. 6（b）AC Drop保护策略的实验验证

根据如Fig. 7.所示的五电平飞跨电容一个开关周期的模态分析，我们可以建立飞跨电容动态的状态空间模型，并得到所对应的飞跨电容振荡的时域解。

Fig. 7. 单开关周期内五电平FCML模态分析

将计算的时域解与实验的飞跨振荡进行对照，如Fig. 8 所示，可以发现计算的振荡的相位与实验基本对应，但是计算的振幅会更大，这是因为计算时的理想情况没有考虑ESR等寄生参数导致的。同时这说明计算解是更加严重的振荡，可以用来限制飞跨电容电压振荡可能的最大值。

Fig.8 实验与计算的FCV振荡的比较

根据FCV振荡我们可以进一步计算每颗开关管两端的Vds振荡，开关管两端Vds的振幅如Fig. 9所示，可以看到Vds1和Vds3存在过压风险，所以如考虑到AC Drop工况的安全过渡，需要选用更高耐压的开关管。

Fig. 9 实验与计算的Vds振荡包络线