開(kāi)關(guān)電源臨界模式下的PFC電感量推導(dǎo)
臨界模式PFC電感量計(jì)算真的非常簡(jiǎn)單！
對(duì)于很多工程師來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)電源PFC電感的計(jì)算比較懵，今天我對(duì)臨界模式下的PFC做了一下簡(jiǎn)單的推導(dǎo)，我覺(jué)得比反激正激變壓器要更好更容易計(jì)算，也更好理解。
好了我們一起進(jìn)入正題
我們要計(jì)算就得找切入點(diǎn)，我們都知道升壓PFC我們計(jì)算都是在最低輸入交流電壓下，電壓波峰時(shí)來(lái)計(jì)算。
磁通密度公式
下面我們?cè)賮?lái)證明第1點(diǎn)是否正確，對(duì)于第1點(diǎn)的證明稍微復(fù)雜一點(diǎn)，不過(guò)不要緊我們一步步來(lái)。
PFC的最低開(kāi)關(guān)頻率實(shí)際上是由電感來(lái)決定的。
我們假設(shè)一個(gè)PFC開(kāi)關(guān)電源輸入電壓Vin為Vac，在開(kāi)關(guān)MOS VT1導(dǎo)通時(shí)，PFC升壓電感T兩端的電壓是Von，當(dāng)開(kāi)關(guān)MOS VT1關(guān)斷時(shí)電感T兩端的電壓是Voff，輸出電壓為Vo，波峰處的峰值電流為Ipk（關(guān)于在額定負(fù)載下Ipk只要輸入電壓固定了Ipk就固定了）。
1、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）計(jì)算既有特殊性（頻率最低）容易計(jì)算。
2、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時(shí)候這樣算出來(lái)能保證整個(gè)范圍不飽和。
所以我們?cè)谧畹洼斎腚妷合碌牟ǚ逦恢脕?lái)計(jì)算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導(dǎo)過(guò)程的這2點(diǎn)，只要知道結(jié)構(gòu)就行沒(méi)必要太糾結(jié)，直接在這個(gè)點(diǎn)計(jì)算電感量就好了。
我們下面開(kāi)始計(jì)算PFC電感的電感量
首先計(jì)算出
Ipk，功率/電壓 乘以根號(hào)下2 就是工頻峰值電流
D，就是Boost的占空比一樣的方法
Ton
當(dāng)然還有自己預(yù)設(shè)最低工作頻率fs_min
下面直接根據(jù)功率的公式，再引入電感量來(lái)列出公式
Pin=Vin_min*I
我們?cè)贗中引入電感的參數(shù)
由于是CRM模式所以工頻峰值電流剛好就是高頻峰值電流的一半
Ip=2*Ipk
Ipk=Ip/2
然后計(jì)算有效值電流
然后再根據(jù)功率計(jì)算公式
功率=有效值電壓*有效值電流
化簡(jiǎn)得到
至此，臨界模式下的PFC電感量的計(jì)算公式已經(jīng)出爐，如有錯(cuò)誤的地方還請(qǐng)各位工程師及時(shí)指出。
對(duì)于很多工程師來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)電源PFC電感的計(jì)算比較懵，今天我對(duì)臨界模式下的PFC做了一下簡(jiǎn)單的推導(dǎo)，我覺(jué)得比反激正激變壓器要更好更容易計(jì)算，也更好理解。
好了我們一起進(jìn)入正題
我們要計(jì)算就得找切入點(diǎn)，我們都知道升壓PFC我們計(jì)算都是在最低輸入交流電壓下，電壓波峰時(shí)來(lái)計(jì)算。
磁通密度公式
下面我們?cè)賮?lái)證明第1點(diǎn)是否正確，對(duì)于第1點(diǎn)的證明稍微復(fù)雜一點(diǎn)，不過(guò)不要緊我們一步步來(lái)。
PFC的最低開(kāi)關(guān)頻率實(shí)際上是由電感來(lái)決定的。
我們假設(shè)一個(gè)PFC開(kāi)關(guān)電源輸入電壓Vin為Vac，在開(kāi)關(guān)MOS VT1導(dǎo)通時(shí)，PFC升壓電感T兩端的電壓是Von，當(dāng)開(kāi)關(guān)MOS VT1關(guān)斷時(shí)電感T兩端的電壓是Voff，輸出電壓為Vo，波峰處的峰值電流為Ipk（關(guān)于在額定負(fù)載下Ipk只要輸入電壓固定了Ipk就固定了）。
1、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）計(jì)算既有特殊性（頻率最低）容易計(jì)算。
2、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時(shí)候這樣算出來(lái)能保證整個(gè)范圍不飽和。
所以我們?cè)谧畹洼斎腚妷合碌牟ǚ逦恢脕?lái)計(jì)算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導(dǎo)過(guò)程的這2點(diǎn)，只要知道結(jié)構(gòu)就行沒(méi)必要太糾結(jié)，直接在這個(gè)點(diǎn)計(jì)算電感量就好了。
我們下面開(kāi)始計(jì)算PFC電感的電感量
首先計(jì)算出
Ipk，功率/電壓 乘以根號(hào)下2 就是工頻峰值電流
D，就是Boost的占空比一樣的方法
Ton
當(dāng)然還有自己預(yù)設(shè)最低工作頻率fs_min
下面直接根據(jù)功率的公式，再引入電感量來(lái)列出公式
Pin=Vin_min*I
我們?cè)贗中引入電感的參數(shù)
由于是CRM模式所以工頻峰值電流剛好就是高頻峰值電流的一半
Ip=2*Ipk
Ipk=Ip/2
然后計(jì)算有效值電流
然后再根據(jù)功率計(jì)算公式
功率=有效值電壓*有效值電流
化簡(jiǎn)得到
至此，臨界模式下的PFC電感量的計(jì)算公式已經(jīng)出爐，如有錯(cuò)誤的地方還請(qǐng)各位工程師及時(shí)指出。
聲明：本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫(xiě)或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人，不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用，如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系本站處理。
舉報(bào)投訴
-
開(kāi)關(guān)電源
+關(guān)注
關(guān)注
6567文章
8768瀏覽量
498115
發(fā)布評(píng)論請(qǐng)先 登錄
相關(guān)推薦
熱點(diǎn)推薦
反激開(kāi)關(guān)電源CCM和DCM模式波形分析
CCM (ContinuousConduction Mode)連續(xù)導(dǎo)通模式，即一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，電感電流不會(huì)到0A。這些拓?fù)溥€可工作在BCM(Boundary Conduction Mode)臨
開(kāi)關(guān)電源布局原則
盡可能多的線(xiàn)路電感影響，給內(nèi)部IC線(xiàn)路一個(gè)更干凈的電壓源。開(kāi)關(guān)電源一些設(shè)計(jì)需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳，通常是為了穩(wěn)定性的原因。在這種情況下，它的位置也應(yīng)該盡量靠近IC。使用表貼電容還會(huì)減少
發(fā)表于 01-15 06:16
開(kāi)關(guān)電源測(cè)試的項(xiàng)目有哪些
，隨著近幾年電子行業(yè)的飛速發(fā)展，開(kāi)關(guān)電源的需求也日益增加，因此開(kāi)關(guān)電源的廠商對(duì)于其性能和質(zhì)量更為注重，其出廠和研發(fā)測(cè)試要求則更為嚴(yán)格。本文將梳理一下開(kāi)關(guān)電源的測(cè)試項(xiàng)目，以供參考。
什么是常見(jiàn)的開(kāi)關(guān)電源的PFC模塊與LLC模塊
直流電。它的工作方式非?！敖z滑”?？偨Y(jié)與關(guān)聯(lián)
在一個(gè)典型的開(kāi)關(guān)電源系統(tǒng)中（例如電腦服務(wù)器電源、大功率充電器、電視電源等），PFC模塊和LLC模塊的協(xié)作流程如下：
交流輸入→ 整流橋 →
發(fā)表于 11-21 08:37
【「開(kāi)關(guān)電源控制環(huán)路設(shè)計(jì)：Christophe Basso 的實(shí)戰(zhàn)秘籍」閱讀體驗(yàn)】+讀后感
控制下的降壓變換器
電壓模式控制下的正激變換器
各種控制方案中的LLC變換器
閱讀這本書(shū)的過(guò)程中，我不僅學(xué)習(xí)到了很多專(zhuān)業(yè)知識(shí)，還掌握了一些實(shí)用的設(shè)計(jì)方法和技巧。它讓我對(duì)開(kāi)關(guān)電源控制環(huán)路
發(fā)表于 08-12 18:24
【「開(kāi)關(guān)電源控制環(huán)路設(shè)計(jì)：Christophe Basso 的實(shí)戰(zhàn)秘籍」閱讀體驗(yàn)】+ 開(kāi)篇
電源工程師研發(fā)筆記，
開(kāi)關(guān)電源控制環(huán)路設(shè)計(jì)，
作者：克里斯多夫.巴索
譯者：文天祥王牡丹
機(jī)械工程出版社
環(huán)路控制介紹了功率變換器，
之前從維修的角度理解開(kāi)關(guān)電源的原理，
通過(guò)這本書(shū)，從計(jì)算
發(fā)表于 08-03 14:33
精通開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)筆記
/（ IL ×LμH）→IL ×LμH＝Et/r→LμH＝Et/（r* IL）都是由電感的電壓公式推導(dǎo)出來(lái)r選值一般0.4比較合適，具體見(jiàn) P53電流紋波率r＝ΔI/ IL＝2IAC/IDC 在臨界導(dǎo)通
發(fā)表于 06-19 16:13
高輸出電流情況下，Buck電感電流是應(yīng)該工作在連續(xù)模式還是臨界斷續(xù)模式？
？Buck電感的體積是由其電感值和峰值電流乘積決定。顯然電感電流的紋波Idelta大小決定電感值大小，紋波越小，電感值越大。假設(shè)Buck
發(fā)表于 05-18 13:50
基礎(chǔ)篇-開(kāi)關(guān)電源的同步與非同步
同步開(kāi)關(guān)電源和異步開(kāi)關(guān)電源之前，我們首先來(lái)回顧一下傳統(tǒng)的開(kāi)關(guān)電源，工作工程見(jiàn)下：
當(dāng)Q1打開(kāi)，Q2關(guān)閉，Vsw為高，IQ1增加，IQ2為零，電感
發(fā)表于 04-17 11:49
【開(kāi)關(guān)電源】PFC電路的作用及其原理
作輔助電源，而且其輸出直流電壓紋波很小。
3.PFC電路基本結(jié)構(gòu)和工作原理
3.1 容性負(fù)載對(duì)供電電壓以及電流的影響開(kāi)關(guān)電源都是利用整流電路后的一個(gè)大電容進(jìn)行濾波的，這使得電路的負(fù)載特性為容性，由于
發(fā)表于 04-09 11:35
如何為開(kāi)關(guān)電源選擇合適的電感
行區(qū)分。大多數(shù)情況下，電感工作在“線(xiàn)性區(qū)”，此時(shí)電感值為一常數(shù)，不隨著端電壓與電流而變化。但是，開(kāi)關(guān)電源存在一個(gè)不可忽視的問(wèn)題，即電感的繞線(xiàn)
發(fā)表于 03-26 14:07
【開(kāi)關(guān)電源四】電源拓?fù)渲瓹uk、Sepic、Zeta
導(dǎo)通和開(kāi)關(guān)關(guān)斷階段的電流變化量是相等的，于是，針對(duì)左側(cè)電感L而言：部分內(nèi)容截取......純分享貼，有需要完整版可以直接下載附件獲取資料！
（如果內(nèi)容有幫助可以關(guān)注、點(diǎn)贊、評(píng)論支持一下
發(fā)表于 03-20 11:15
開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)指南（完整版）
和電感設(shè)計(jì)、功率驅(qū)動(dòng)電路、反饋補(bǔ)償參數(shù)的設(shè)計(jì)、保護(hù)電路。對(duì)減少開(kāi)關(guān)電源損耗的先進(jìn)技術(shù)，如同步整流技術(shù)、無(wú)損吸收電路、波形整形技術(shù)，也作了深入的介紹。另外，通過(guò)大量實(shí)例，介紹了開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)方法，還介紹
發(fā)表于 03-17 14:18
電源經(jīng)典文檔-精通開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
損耗、PCB布線(xiàn)技術(shù)、三種主要拓?fù)潆妷?電流模式下控制環(huán)穩(wěn)定性以及開(kāi)關(guān)電源電磁干擾(EMI)控制及測(cè)量的理論和實(shí)踐等。
（如果內(nèi)容有幫助可以關(guān)注、點(diǎn)贊、評(píng)論支持一下哦~）
獲取完整文檔
發(fā)表于 03-17 14:15
開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理
實(shí)現(xiàn) DC/AC、DC/DC 電壓變換，以及輸出電壓可調(diào)和自動(dòng)穩(wěn)壓。
開(kāi)關(guān)電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變
發(fā)表于 03-10 17:01
工商網(wǎng)監(jiān)
評(píng)論