詳解PFC電感的計算
中心議題：
Boost功率電路的PFC連續(xù)工作模式的基本關(guān)系
臨界連續(xù)Boost電感設(shè)計
通常Boost功率電路的PFC有三種工作模式：連續(xù)、臨界連續(xù)和斷續(xù)模式。控制方式是輸入電流跟蹤輸入電壓。連續(xù)模式有峰值電流控制，平均電流控制和滯環(huán)控制等。本文介紹Boost功率電路的PFC連續(xù)工作模式的基本關(guān)系及臨界連續(xù)Boost電感設(shè)計。
連續(xù)模式的基本關(guān)系
1. 確定輸出電壓Uo
輸入電網(wǎng)電壓一般都有一定的變化范圍(Uin±Δ%)，為了輸入電流很好地跟蹤輸入電壓，Boost級的輸出電壓應(yīng)當(dāng)高于輸入最高電壓的峰值，但因為功率耐壓由輸出電壓決定，輸出電壓一般是輸入最高峰值電壓的1.05~1.1倍。例如，輸入電壓220V，50Hz交流電，變化范圍是額定值的20%(Δ=20)，最高峰值電壓是220×1.2×1.414=373.45V。輸出電壓可以選擇390~410V。
2. 決定最大輸入電流
電感應(yīng)當(dāng)在最大電流時避免飽和。最大交流輸入電流發(fā)生在輸入電壓最低，同時輸出功率最大時
其中： Uimin -最低輸入電壓;η-Boost級效率，通常在95%以上。
3. 決定工作頻率
由功率器件，效率和功率等級等因素決定。例如輸出功率1.5kW，功率管為MOSFET，開關(guān)頻率70~100kHz。
4. 決定最低輸入電壓峰值時最大占空度
因為連續(xù)模式Boost變換器輸出Uo與輸入Uin關(guān)系為 ，所以
從上式可見，如果Uo選取較低，在最高輸入電壓峰值時對應(yīng)的占空度非常小，由于功率開關(guān)的開關(guān)時間限制(否則降低開關(guān)頻率)，可能輸入電流不能跟蹤輸入電壓，造成輸入電流的THD加大。
5. 求需要的電感量
為保證電流連續(xù)，Boost電感應(yīng)當(dāng)大于
其中：，k=0.15~0.2。
6. 利用AP法選擇磁芯尺寸
根據(jù)電磁感應(yīng)定律，磁芯有效截面積
如果電感是線性的，有
因為Boost電感直流分量很大，磁芯損耗小于銅損耗，飽和磁通密度限制最大值。為保證在最大輸入電流時磁芯不飽和，應(yīng)當(dāng)有
因此，面積乘積
其中kw=0.3~0.5窗口填充系數(shù)，也稱為窗口利用系數(shù)。B《B/(1+k)。由此選擇磁芯。
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編輯：admin 最后修改時間：2017-12-13
