为了评估交流/直流级安全关断所需的最大延迟，我们通过应用以下条件进行了系统仿真：

• 将直流总线电压设置为最大额定电压 (800V)
• 转换器在标称电流 (16A_RMS) 下工作
• 当消耗某个相位的最大电流时触发短路
• 升压电感器的电感以及磁通量与软磁性材料的电流曲线不是线性关系；电感与电流的关系针对 11kW 交流/直流级进行了优化，并且在达到饱和时，电感会降至标称值的 30%
• B 点处电流检测的过流阈值设置为 30A（测量范围的 93.7%）
• 根据 11kW 应用中所用电源元件的数据表，选择了 60A 的最大允许电流

当电网发生短路时，转换器仍在开关，从而导致电流不受控制。由于故障突然发生，MCU 没有足够的时间来更新和纠正占空比。PWM 更新通常以固定频率进行（本例中为 70kHz，即每 14.2μs 一次）。通过采用单次和双次更新刷新技术，MCU 的最短反应时间可以是 1/fs 或 1/2fs。在此期间，电感器中的电流可能会超过电源开关的短路电流额定值。

图 2-11 展示了交流/直流转换器的电压和电流。从图 2-11 可以看到，在 0ms 到 19ms 的时间范围内，转换器在标称条件下运行，电网电压等于 400V_RMS 且电流从直流传输到交流。在 19ms 时，通过将相电压降至标称值的 10% 来模拟了短路事件。在电网发生故障时，由于电网和从开关级施加的电网之间的电压差，开关节点中的电流开始增加，如图 2-12 所示。

图 2-11 交流/直流转换器的电网电压和电流：交流/直流转换器的短路响应

图 2-12 t = 19.5ms 时的放大部分（跨度 120μs）：交流/直流转换器的短路响应

图 2-13 t = 19.5ms 时的 PWM 放大部分（跨度 120μs）：PWM 关断行为

起初，电流开始线性上升是因为磁芯未饱和，并且由于电感几乎恒定，因此 di/dt 固定：

其中

• L 是交流/直流级升压电流相对于电流的函数
• V_DC 是发生故障时的直流总线电压

达到磁芯饱和电流时，电感值会显著下降，导致电流突然增加。当 L3 相的实际电流达到 30A（过流阈值）时，MCU 必须能够尽快检测到过流，因为 MCU 无法检测到更高的电流，并在电流达到 60A 以上之前关断。根据仿真结果，电流需要 4μs 来达到临界值。达到该时间后，就关闭 PWM 信号，如图 2-13 所示。

总之，系统必须在 4µs 内关断，以免损坏电源开关。需要考虑电流检测的延迟以及 MCU 和驱动器级关断的延迟。基于 MCU 和驱动器级延迟时间的典型值，电流传感器必须提供最大 3.5µs 的延迟。