专家解析:PFC电感计算解析

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专家解析:PFC电感计算解析

2024-07-11 21:24| 来源: 网络整理| 查看: 265

首页 > 电源管理 专家解析:PFC电感计算解析 2010-11-19 09:07 来源:电源网 编辑:Sky 电源技术的进展与电源管理的应用带精密电源基准电平转换的高性能差分放大器基于小信号S参数的功率放大器设计 双向开关前置的单相升压APFC变换器建模和仿真 中小企业站起来 LED进攻医疗照明 反激式变压器开关电源 2012年背光模块产值成长力道将遇瓶颈 全球Q3产能利用率接近满载

电源网讯 通常Boost功率电路的PFC有三种工作模式:连续、临界连续和断续模式。控制方式是输入电流跟踪输入电压。连续模式有峰值电流控制,平均电流控制和滞环控制等。

连续模式的基本关系:

1. 确定输出电压Uo

输入电网电压一般都有一定的变化范围(Uin±Δ%),为了输入电流很好地跟踪输入电压,Boost级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值,但因为功率耐压由输出电压决定,输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。例如,输入电压220V,50Hz交流电,变化范围是额定值的20%(Δ=20),最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V。输出电压可以选择390~410V。

2.  决定最大输入电流

电感应当在最大电流时避免饱和。最大交流输入电流发生在输入电压最低,同时输出功率最大时                                    

其中: ;  -最低输入电压;η-Boost级效率,通常在95%以上。

3. 决定工作频率

由功率器件,效率和功率等级等因素决定。例如输出功率1.5kW,功率管为MOSFET,开关频率70~100kHz。

4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度

因为连续模式Boost变换器输出Uo与输入Uin关系为 ,所以                          

从上式可见,如果Uo选取较低,在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小,由于功率开关的开关时间限制(否则降低开关频率),可能输入电流不能跟踪输入电压,造成输入电流的THD加大。

5. 求需要的电感量 为保证电流连续,Boost电感应当大于                                

其中: ,k=0.15~0.2。

6. 利用AP法选择磁芯尺寸

根据电磁感应定律,磁芯有效截面积              

如果电感是线性的,有                    

 因为Boost电感直流分量很大,磁芯损耗小于铜损耗,饱和磁通密度限制最大值。为保证在最大输入电流时磁芯不饱和,应当有                        

因此,面积乘积  

其中kw=0.3~0.5窗口填充系数,也称为窗口利用系数。B



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