电源设计中的PFC电感量该如何考虑?

发布时间:2021-09-13 阅读量:919 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理

在我们学习过程中,对于很多工程师来说开关电源PFC电感的计算比较懵,其实临界模式PFC电感量计算真的非常简单。


今天我对临界模式下的PFC做了一下简单的推导,我觉得比反激正激变压器要更好更容易计算,也更好理解。


好了我们一起进入正题


我们要计算就得找切入点,我们都知道升压PFC我们计算都是在最低输入交流电压下,电压波峰时来计算。


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磁通密度公式


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下面我们再来证明第1点是否正确,对于第1点的证明稍微复杂一点,不过不要紧我们一步步来。


PFC的最低开关频率实际上是由电感来决定的。


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我们假设一个PFC开关电源输入电压Vin为Vac,在开关MOSVT1导通时,PFC升压电感T两端的电压是Von,当开关MOSVT1关断时电感T两端的电压是Voff,输出电压为Vo,波峰处的峰值电流为Ipk(关于在额定负载下Ipk只要输入电压固定了Ipk就固定了)。


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1、在这个点(最低输入电压波峰处)计算既有特殊性(频率最低)容易计算。


2、在这个点(最低输入电压波峰处)又是磁芯的磁通密度最大的时候这样算出来能保证整个范围不饱和。


所以我们在最低输入电压下的波峰位置来计算PFC电感是最方便的。


建议上面的推导过程的这2点,只要知道结构就行没必要太纠结,直接在这个点计算电感量就好了。


我们下面开始计算PFC电感的电感量


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首先计算出


Ipk,功率/电压乘以根号下2就是工频峰值电流


D,就是Boost的占空比一样的方法


Ton


当然还有自己预设最低工作频率fs_min


下面直接根据功率的公式,再引入电感量来列出公式


Pin=Vin_min*I


我们在I中引入电感的参数


由于是CRM模式所以工频峰值电流刚好就是高频峰值电流的一半


Ip=2*Ipk


Ipk=Ip/2


85.png


然后计算有效值电流


然后再根据功率计算公式


功率=有效值电压*有效值电流


化简得到


86.png


至此,临界模式下的PFC电感量的计算公式已经出炉。


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