4 交流压降解决方案

为了精确地确定是否存在交流输入，该解决方案使用虚拟交流输入信号来监控实际交流输入的完整性。通过测量输入电压幅度、频率和相位来生成此虚拟信号，因此在正常运行期间，它可以很好地跟踪实际交流输入的 50Hz 和 60Hz 分量。该系统可以比较实际输入与虚拟输入，从而轻松地识别是否存在交流输入电压。这两个信号之间的差值如果出现任何突然变化，则表明存在输入瞬态事件。此瞬态事件用于检测交流输入电压的损失和恢复。图 3 展示了虚拟交流输入以及发生压降事件期间的实际输入。

图 3 交流输入压降与虚拟交流信号

图 4 展示了控制压降和恢复过程的状态机。在启动期间，系统会经历初始化周期（同步初始化），系统在这个过程中确定 RMS 输入电压幅度。它使用软件锁相环 (SPLL) 来确保 V_ac,virtual 的相位与 V_ac,actual 的相位匹配。锁定 SPLL（同步开启）后，处理器会监控 V_ac,actual/V_ac,virtual 之间的比率（请参阅图 3）。如果此比率小于目标阈值，则声明压降事件且开关立即停止（停止状态）。此时，系统会清除发生的任何故障并进入待机状态（就绪），在此状态下，系统会监控 V_ac,actual/V_ac,virtual 比率来确定该比率何时高于恢复阈值。状态机确定交流已恢复之后，它会立即恢复开关并重新同步 SPLL（恢复状态）。通过将 V_ac,actual/V_ac,virtual 比率与 SPLL 结合使用，该算法能够确定任何输入电压或频率下的交流压降和恢复时间。此外，由于该算法始终会监视 V_ac,actual/V_ac,virtual 比率，而基于电平的传统解决方案要检测交流输入电压何时变为零，因此它可以比传统解决方案更快响应。基于电平的压降监测会产生延迟，从而导致产生大的电流尖峰和明显的反向电流。

图 4 交流压降和恢复状态机