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【原創】跟我學系列之一,CCM模式APFC電路設計 [查看此貼精編版]
閱讀: 85720 |  回復: 528 樓層直達

2010/07/20 02:12:23
1
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

傳統的工頻交流整流電路,因為整流橋后面有一個大的電解電容來穩定輸出電壓,所以使電網的電流波形變成了尖脈沖,濾波電容越大,輸入電流的脈寬就越窄,峰值越高,有效值就越大。這種畸變的電流波形會導致一些問題,比如無功功率增加、電網諧波超標造成干擾等。

功率因數校正電路的目的,就是使電源的輸入電流波形按照輸入電壓的變化成比例的變化。使電源的工作特性就像一個電阻一樣,而不在是容性的。

目前在功率因數校正電路中,最常用的就是由BOOST變換器構成的主電路。而按照輸入電流的連續與否,又分為DCM、CRM、CCM模式。DCM模式,因為控制簡單,但輸入電流不連續,峰值較高,所以常用在小功率場合。CCM模式則相反,輸入電流連續,電流紋波小,適合于大功率場合應用。介于DCM和CCM之間的CRM稱為電流臨界連續模式,這種模式通常采用變頻率的控制方式,采集升壓電感的電流過零信號,當電流過零了,才開通MOS管。這種類型的控制方式,在小功率PFC電路中非常常見。

今天我們主要談適合大功率場合的CCM模式的功率因數校正電路的設計。

要設計一個功率因數校正電路,首先我們要給出我們的一些設計指標,我們按照一個輸出500W左右的APFC電路來舉例:

已知參數:

交流電源的頻率fac——50Hz

最低交流電壓有效值Umin——85Vac

最高交流電壓有效值Umax——265Vac

輸出直流電壓Udc——400VDC

輸出功率Pout——600W

最差狀況下滿載效率η——92%

開關頻率fs——65KHz

輸出電壓紋波峰峰值Voutp-p——10V

 

標簽 反激
2010/07/20 02:18:58
2
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

那么我們可以進行如下計算:

1,輸出電流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A

2,最大輸入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W

3,輸入電流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

4,那么輸入電流有效值峰值為Iinrmsmax*1.414=10.85A

5,高頻紋波電流取輸入電流峰值的20%,那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A

6,那么輸入電感電流最大峰值為:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

7,那么升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

8,輸出電容最小值為:Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF,實際電路中還要考慮hold up時間,所以電容容量可能需要重新按照hold up的時間要求來重新計算。實際的電路中,我用了1320uF,4只330uF的并聯。

2010/07/20 08:06:01
3
貼片機
電源幣:8 | 積分:1 主題帖:122 | 回復帖:573
LV8
師長
頂,請繼續...
2010/07/20 08:49:51
4
ysun
電源幣:68 | 積分:0 主題帖:12 | 回復帖:190
LV6
團長
越來越熱鬧了,挺一下!
2013/01/11 22:02:50
433
Constance[版主]
電源幣:2498 | 積分:86 主題帖:107 | 回復帖:1599
LV11
統帥
學習了!
2010/07/20 09:16:58
6
電源網-娜娜姐
電源幣:457 | 積分:207 主題帖:293 | 回復帖:1807
LV10
司令

頂,好東西一出,這下是真讓大家記得你的好啦~

2010/07/20 11:38:00
8
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

有了電感量、有了輸入電流,我們就可以設計升壓電感了!

PFC電路的升壓電感的磁芯,我們可以有多種選擇:磁粉芯、鐵氧體磁芯、開了氣隙的非晶/微晶合金磁芯。這幾種磁芯是各有優缺點,聽我一一道來。

磁粉芯的優點是,μ值低,所以不用額外再開氣隙了。氣隙平均,漏磁小,電磁干擾比較低,不易飽和。缺點是,基本是環形的,繞線比較困難,不過目前市場上也出現了EE型的。另外,μ值隨磁場強度的增加會下降。設計的時候需要反復迭代計算。

鐵氧體磁芯的優點是損耗小,規格多,價格便宜,開了氣隙后,磁導率穩定。缺點是需要開氣隙,另外飽和點比較低,耐直流偏磁能力比較差。

非晶/微晶合金的優點是飽和點高,開氣隙后,磁導率穩定。同樣缺點是需要開氣隙。另外,大都是環狀的。

在此說明一下,環形鐵芯雖然繞線比較困難,沒有E型什么帶骨架的那種容易繞。但是環形鐵芯繞出來的電感分布電容小,對將來處理電磁兼容帶來了很多便利之處。E型的骨架繞線一般都是繞好幾層,那么層間電容比較大,對EMC產生不利影響。另外,開氣隙的鐵芯,在氣隙處,銅損會變大。因為氣隙處的漏磁在銅線上產生渦流損耗。

下面我們就選擇一種環形磁粉芯來作為我們PFC電感的磁芯。我們上面已經計算出了幾個參數:

輸入電流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

輸入電感電流最大峰值為:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

下面繼續計算:

線圈選擇電流密度為5A/平方毫米,那么可以計算出我們需要用的漆包線的線徑為:

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米

因為我們這是按照最極限的輸入電壓也就是說按照最大的輸入電流時來計算的。所以電流密度取的裕量比較大。實際按照不同的成本要求,也可以把電流密度取大一些,比如此處取電流密度為8A/平方毫米的話,那么可以得到線徑為:

2×SQRT(7.67/(8×3.14))=1.1毫米

這也是可以接受的。

因為是CCM模式的工作方式,基波是低頻的半正弦波,在此處我們就不考慮趨膚效應了。選用單根的漆包線就可以了。

常用的幾個公式:

LI=NΔBAe

L:電感量,I:電流,N:匝數,ΔB:磁感應強度變化量,Ae:磁芯截面積

L=N×N×Al

Al:電感系數

H=0.4×3.14×N×I/Le

H:磁場強度,Le:磁路長度

 

2010/07/20 14:13:34
9
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

繼續。。。。。

計算磁芯大小的方法有幾種,最常用的就是AP法,但實際上,因為磁粉芯的磁導率隨磁場強度變化較大,計算經常需要迭代重復。另外,因為磁環的規格相對比較少。我們就不用AP法計算了。而是直接拿磁芯參數過來計算,幾次就可以得到需要的磁芯了。經驗越豐富,計算就越快了。

適合用來做PFC電感的磁粉芯主要有三類:鐵鎳鉬(MPP)、鐵鎳50(高磁通)、鐵硅鋁(FeSiAl)。其中,鐵鎳鉬粉芯的飽和點大概在B=0.6附近。而后兩者都可以達到1以上。

此處,我們選用某國產的鐵硅鋁粉芯,下面是該粉芯的一些特性曲線圖:

   

從圖上可以看見,當磁場強度上升的時候,磁導率在下降。那么電感量也就會下降。所以,我們希望電感量在承受直流偏磁時不要跌落的太多,那么設計所選擇的磁場強度就不能太高。我們選用初始磁導率μ0=60的鐵硅鋁粉芯,那么可以從圖中看到,當磁場強度為100Oe時,磁導率還有原來的42%,而當磁場強度為100Oe時,磁感應強度為0.5T,遠未到飽和點。我們就把設計最大磁場強度定為100Oe。

那么根據

L=N×N×Al

H=0.4×3.14×N×I/Le

我們得到的限制條件是:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

由于100Oe時,磁導率只有初始值的42%,所以我們要對上式中的Al乘上這個系數。那么帶入相關的參數L=709uH,I=11.94A,我們有:

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100,簡化后得到:

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的單位是:cm,Al的單位是:H/(N×N)

現在,我們可以把磁芯參數帶入計算了。
選擇一個:

A60-572A,Le=14.3cm,Al=140nH/(N×N),Ae=2.889平方厘米,帶入后得到:115<100

顯然磁芯不合適,再選擇一個更大的:

A60-640,Le=16.4cm,Al=144nH/(N×N),Ae=3.53平方厘米,計算得到:99<100,不等式滿足。磁芯選定。

然后,根據99=0.4×3.14×N×I/Le計算得到N=108圈

有時,選擇不到合適的單個磁芯,可以選擇兩個磁芯疊加起來使用。

2010/07/21 11:45:25
18
qinzutaim[版主]
電源幣:1877 | 積分:142 主題帖:38 | 回復帖:3909
LV11
統帥

對樓主的“

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100,簡化后得到:

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的單位是:cm,Al的單位是:nH/(N×N)

現在,我們可以把磁芯參數帶入計算了。
選擇一個:

A60-572A,Le=14.3cm,Al=140nH/(N×N),Ae=2.889平方厘米,帶入后得到:115<100”

對于得數115看不明白,怎么算出來的,能不能講解一下?

2010/07/21 12:02:17
19
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
就是0.616/(14.3×SQRT(140E-9))=115
2010/07/21 12:04:17
20
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

哦,我應該把Al的單位改成H/N^2

這就改。

2010/08/12 12:18:54
102
basic
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:10
LV3
排長

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100,簡化后得到:

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

樓主,這個里頭的值,Al單位是H/N^2(等于是Al在乘以一個10-9),Le單位為cm。

化簡后的值,為什么和我化簡后的值不一樣,我經過反復計算,得到的是:

0.00205/(Le×SQRT(Al))<100,是我計算出錯了,還是中間哪里還要注意。

2010/08/12 13:04:31
103
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
可不可以把你簡化過程的細節貼上來?
2010/08/12 13:40:39
104
basic
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LV3
排長

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100

14.99664×SQRT(709×10-6×1/(0.42Al)×106)×1/Le<100  這里10-6單位變成uH/N^2

14.99664×SQRT(709/(0.42Al))×1/Le<100

616.158×SQRT(1/Al)×1/Le=616.158/(Le×SQRT(Al))<100

和您的結果比起來,還是有點區別差了1000倍,這里,Al的單位是uH/N^2 。

是不是還有錯誤?

2010/08/12 14:00:10
105
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

709E-6的意思是,709X10-6,怎么后來變成了7096??

這就是問題所在了。

2010/08/12 14:09:11
106
basic
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LV3
排長
不好意思... 沒看清,我再算次,等等在把原來的改了 謝謝
2010/08/12 14:48:13
107
basic
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LV3
排長
您稍微再看看我上頭改動的,是不是還有哪里有問題,謝謝哈
2010/08/12 14:53:19
108
讓你記得我的好
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LV10
司令

應該是你的AL的單位造成的問題。你細細想想,用什么單位需要乘以10的多少次方,別搞混了。

2010/08/12 15:34:59
109
basic
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:10
LV3
排長

看清楚了 ,您的單位是沒有換算,直接得到,也就是說,您那里頭的Al單位是:H/N^2,而我這個答案的Al單位是:uH/N^2  如果是這樣,那應該就沒錯了

謝謝!

1H=1000mH=1000,000uH=1000,000,000nH=1000,000,000,000pH

 

2010/08/11 12:32:03
99
basic
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:10
LV3
排長

限制條件:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.42×Al))×11.94/Le<100,

這里的“L”帶入到公式后變成“709E-6”   “E”表示的是什么呢?為什么減去6了?這個有點不理解,希望說明下,謝謝!

這里頭L=N×N×Al 和這個公式里頭的L不是同一個值嗎?能稍微介紹介紹嗎?再次謝謝??!

2010/08/11 12:44:03
100
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
表示×10的多少次方。E-6,表示乘以10的負6次方。
2010/08/11 12:49:39
101
basic
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:10
LV3
排長
明白了,原來這個意思,我還想老半天。。。
2010/08/26 17:07:06
128
lingqidian
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:29 | 回復帖:40
LV4
連長

再請教好版主,根據第此方法計算下的匝數為108,重新計算出電感L=108*108*144=1.6mH,與709uH相差一倍多,為什么?

另外,比如我想選擇一個200uH的工作于DCM/CRM的PFC電感,如何計算選擇磁性參數? 指導一下步驟或者看那些資料?多謝。

2010/08/26 17:14:50
129
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

我不知道你前面怎么計算的。直接這么來一個結果,我看不懂哦。

DCM/CRM的PFC電感,建議你看看L6561/L6562的應用文檔,里面會有設計方法的。

2010/08/26 18:01:54
130
lingqidian
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:29 | 回復帖:40
LV4
連長

“A60-640,Le=16.4cm,Al=144nH/(N×N),Ae=3.53平方厘米,計算得到:99<100,不等式滿足。磁芯選定。然后,根據99=0.4×3.14×N×I/Le計算得到N=108圈”

應用你第9貼的計算值如上:N=108圈,如果代入L=N×N×Al =1.6mH,非709uH,就是這點不是很理解。

另外第二個問題,可能是我表達的不清楚,其實我是想知道,如果電感量已經計算出來了,用什么通用的方法或者步驟選擇磁芯等?順序推到只有AP法嗎?計算出AP值,然后再查資料估算嗎?

2010/08/26 18:42:52
131
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

上面的709uH是要求的最小值。你Al這個值,是在直流電流等于零的時候的數據。假如電感中有電流,那么對于磁粉芯來說,u值會下降,AL值也就下降了。那么電感量就沒有那么大了。我們的設計就是要滿足最大負載電流的時候,電感量還是能大于709uH。

第二個問題??梢杂肁P法選磁芯啊。其實我都不算AP值的。就那么幾個規格,拿出來幾次計算就知道用多大的磁環了。

2011/11/18 10:52:05
375
fastlyphils
電源幣:10 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:2
LV1
士兵

這就是說這個PFC電感送給供應商去加工時,規定電感量應該在1.6mH以上,個人感覺做500W功率,電感量1.6mH以上太大了。

2010/08/30 20:37:23
138
盧佳
電源幣:26 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:17
LV3
排長
當磁場強度為100Oe時,磁導率還有原來的42%, 我怎么沒看出來呀,是哪條呀?
2010/09/10 09:07:47
151
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
看圖呀
2010/09/02 08:18:19
145
pudafu1
電源幣:12 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:67
LV4
連長

這貼一定要頂!

 

2010/10/15 21:44:48
180
renxuebei
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:9 | 回復帖:6
LV3
排長
請問把兩個磁芯疊加起來使用以后,AL值是不是要乘以2呢?謝謝
2010/10/18 11:20:29
181
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
當然啦!
2013/03/16 16:35:22
469
tinge
電源幣:2 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:53
LV4
連長
根據美磁提供的計算軟件表明不是X2的,比2倍小。但美磁沒有說明磁芯數量和AL的關系。
2011/04/22 17:31:02
299
meizhujob
電源幣:23 | 積分:0 主題帖:11 | 回復帖:10
LV4
連長

請問:兩個疊加一塊,會改變什么參數呢?

2011/04/22 17:47:36
300
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
AE增加一倍,那么電感系數也增加一倍。但是磁路長度不變。
2011/05/31 21:39:36
321
H-power
電源幣:8 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:375
LV8
師長
電感系數是指的什么?
2011/06/01 12:58:42
322
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
磁芯的一個參數。
2011/05/31 17:20:17
319
evdi
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:24 | 回復帖:245
LV6
團長

這樣的做法,對于同磁導率u是正確的,但是對于不同磁導率u之間的比較結果是相反的

你結合60u和125u來試試,肯定是125u的結果比60u的小,實際應用中恰恰相反

2011/06/01 12:59:08
323
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令
請詳細說明,謝謝!
2011/06/01 13:39:48
324
javike[榮譽版主]
電源幣:2931 | 積分:67 主題帖:180 | 回復帖:3106
LV12
元帥

我也不理解……期待解說

2011/05/31 19:32:59
320
evdi
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:24 | 回復帖:245
LV6
團長

 

2013/01/11 22:04:07
434
Constance[版主]
電源幣:2498 | 積分:86 主題帖:107 | 回復帖:1599
LV11
統帥
好詳細!
2013/04/08 09:20:51
475
liujianguo
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:16
LV2
班長
不錯,在分析詳細點~
2010/07/20 17:11:07
10
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

  

假如我們選擇另一種材質的磁芯,選擇磁導率在直流磁場下衰落比較小的高磁通粉芯,我們來看看計算結果如何。

我們選用初始磁導率μ0=60的FeNi50粉芯,那么可以從圖中看到,當磁場強度為100Oe時,磁導率還有原來的65%,而當磁場強度為100Oe時,磁感應強度為0.65T,遠未到飽和點。我們可以設計最大磁場強度定為100Oe。

那么根據

L=N×N×Al

H=0.4×3.14×N×I/Le

我們得到的限制條件是:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

由于100Oe時,磁導率只有初始值的65%,所以我們要對上式中的Al乘上這個系數。那么帶入相關的參數L=709uH,I=11.94A,我們有:

0.4×3.14×SQRT(709E-6/(0.65×Al))×11.94/Le<100,簡化后得到:

0.495/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的單位是:cm,Al的單位是:H/(N×N)

現在,我們可以把磁芯參數帶入計算了。
選擇一個:

H60-572A,Le=14.3cm,Al=140nH/(N×N),Ae=2.889平方厘米,帶入后得到:92.5<100

顯然這個磁芯是可以的。

然后,根據92.5=0.4×3.14×N×I/Le計算得到N=88圈

2010/10/08 17:22:54
172
my8567
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LV4
連長

辛苦了,頂下

2013/01/11 22:04:57
435
Constance[版主]
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LV11
統帥
2010/07/20 17:57:00
12
讓你記得我的好
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LV10
司令

假如用鐵氧體磁芯來設計PFC升壓電感呢?因為鐵氧體的規格眾多,所以,這時候用AP法來初步計算一下倒是很方便哦:

AP=(L×I×I×100)/(B×Ko×Kj))^1.14

=(709E-6×11.94×11.94×100/(0.25×0.75×5))^1.14

=15cm^4

上式中,B是工作磁感應強度最大值,Ko是窗口利用率,取0.75,Kj是電流密度,取的是5A/平方毫米,后面^1.14表示1.14次方。此公式見蔡宣三的《開關電源設計》一書。

經過選擇,我們可以選擇某公司EE55B鐵氧體磁芯:Ae=4.22cm^2,Aw=3.85cm^2

4.22×3.85=16.25>15

所以可以選擇此磁芯。

然后,根據LI=NΔBAe,

709E-6×11.94=N×0.25×4.22E-4

N=80,

核算一下窗口面積,假如采用直徑1.4mm的漆包線,那么80×1.4×1.4/100=1.57cm^2<<Aw

這個時候,如果像像上面這樣窗口裕量比較大的情況下,可以適當多繞些匝數,依然通過調節氣隙的方法,把電感量調節到709uH左右??梢越档凸ぷ鞯拇鸥袘獜姸?,對于抗飽和有幫助。

用鐵氧體磁芯來制作PFC電感,還有一個地方需要留意的是,在開氣隙的附近由于漏磁,銅損會比較大,所以對于EE型的磁芯,墊氣隙可以將氣隙分成兩部分,比磨掉中柱的那樣好,因為將氣隙分散,可以減少漏磁。

2010/07/26 22:10:06
49
lingqidian
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LV4
連長

請教版主:

有這么多種電感可供選擇,那種更優呢?

2010/07/26 23:35:27
50
讓你記得我的好
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LV10
司令
在電源設計中,幾乎可以說,沒有最優方案。只有可以接受的方案。不同的方案側重點不同。
2012/04/04 19:44:16
393
pzx200
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LV5
營長

贊同  不過你這個很好 

2010/10/21 19:52:26
182
萬元戶
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LV2
班長
好好學習!謝謝!
2010/10/29 14:07:16
187
ruohan
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LV9
軍長
有 個問題,就是為什么用鐵氧體來做PFC電感的時候,就沒有考慮到電流對U值的影響呢,而用靜態的狀況下來求匝數呢,
2010/10/29 15:04:36
188
讓你記得我的好
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LV10
司令
用鐵氧體做PFC電感,肯定是需要加氣隙的。而加了氣隙后,電感在正常的工作范圍內,電感量主要是受氣隙大小影響,基本是不隨電感電流的變化而變化。故而不用考慮電流對u值的影響。
2011/04/27 20:35:27
301
tdx86103200
電源幣:5 | 積分:0 主題帖:8 | 回復帖:21
LV4
連長
用鐵氧體磁芯來制作PFC電感,還有一個地方需要留意的是,在開氣隙的附近由于漏磁,銅損會比較大,所以對于EE型的磁芯,墊氣隙可以將氣隙分成兩部分,比磨掉中柱的那樣好,因為將氣隙分散,可以減少漏磁。--------無私的版主你好!~ 我今天才進入這個論壇的,現一直在元器件公司做變壓器與電感器的,想學習下電源設計這塊,自己也自學了1年了,就上面你的這個觀點,我以前一直認為CORE中柱開GAP有利于EMI,兩邊開GAP會減少LK,如何理解啊,可以詳細地告訴我一下嗎? 謝謝啦.
2011/04/28 08:52:39
302
讓你記得我的好
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LV10
司令

"CORE中柱開GAP有利于EMI,兩邊開GAP會減少LK"。這句話是對的。

我上面的觀點說,墊氣隙好,是從降低銅損、提高效率的角度而言。

中柱開氣隙,漏磁靠外面的線圈屏蔽,所以EMI會好一些。但是損耗也大。

2011/04/29 15:21:31
304
tdx86103200
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LV4
連長

謝謝樓主.這個明白啦.

2012/04/04 19:46:59
394
pzx200
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LV5
營長
不理解,但是很受益
2011/05/30 08:35:11
313
redchicken
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LV3
排長

版主:

     你好!

      我最近一直在學習你的佳作,上貼中提到“開氣隙的附近由于漏磁,銅損會比較大”我不明白為什么漏磁會影響銅損?

2011/05/30 09:48:11
314
讓你記得我的好
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LV10
司令
泄漏的交變磁場會在銅線里產生渦流損耗。
2011/05/30 11:46:15
315
redchicken
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:20
LV3
排長

明白

多謝版主!

2012/05/21 15:13:42
402
xsaqs
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:8 | 回復帖:120
LV5
營長
Good!頂!
2011/08/02 10:07:23
352
ingunous
電源幣:8 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:19
LV2
班長

AP=(L×I×I×100)/(B×Ko×Kj))^1.14

應該是

AP=(L×I×I×10000)/(B×Ko×Kj))^1.14吧

2012/04/12 18:01:44
398
namin
電源幣:147 | 積分:0 主題帖:108 | 回復帖:247
LV7
旅長

請問墊氣隙一般是在中柱還是邊柱墊呢?

謝謝

2012/11/24 11:16:02
420
caijeans
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:4 | 回復帖:12
LV2
班長
好版主,請看下這個AP算法的公式跟您的出來差很多呀

AP=(sqrt(2)*Ui-min*Ii-max*Ton-max)/(2*K*Kw*J*B)

Ui-min是最小輸入電壓,Ii-max是最大輸入電流有效值,K取0.2,Kw窗口利用系數取0.45,J電流密度,B為最大磁感應強度

具體內容看附件吧,求好版主解答,最近在做這個,磁芯不會選

2012/12/11 16:50:17
422
schwarzenggar
電源幣:13 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:7
LV2
班長

“核算一下窗口面積,假如采用直徑1.4mm的漆包線,那么80×1.4×1.4/100=1.57cm^2<<Aw“

你好 請問這個窗口面積從哪得來的  搞不懂啊~~~~

 

2013/10/22 03:11:23
488
154545169qq
電源幣:41 | 積分:4 主題帖:28 | 回復帖:178
LV7
旅長

按照你的公式AP=(L*I*I*100)/(B*KO*KJ))^1.14

=(354E-6X23.87X23.87X100/(0.25X0.75X10))^1.14

=14

根據你的質料4.22X3.85=16.25>14

根據LI=N△BAe

354E-6X23.87=NX0.25X4.22E-4

N=  80

354UH根據前面公式

Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(4.34*65khz)=354UH

Ihf=1200W/0.92/85X1.414X0.2=4.34

那么這個磁芯也是可以的嗎?只需要散熱做好點就沒問題嗎?

線采用1.8MM 根據你的計算80X1.8X1.8/100=2.592^2<

這個電感可以正常使用嗎?

我用我平常用的土辦法算了下冒似 剛好繞下80匝 最后一層很靠近磁芯了

不知道怎么樣沒做過的東西沒把握 請好老師幫忙看下有 沒有問題

2015/11/30 17:20:06
499
zcl0523
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LV2
班長
算圈數的時候為什么不用DeltaI 而用峰值電流來算呢
2017/11/29 10:02:25
503
snty
電源幣:0 | 積分:2 主題帖:7 | 回復帖:16
LV4
連長

樓主,你好,我現在用英飛凌的 ICE2PCS01  連續模式的做300W 的PFC ,輸入90--264vac,輸出400V ,選PQ3230  ,現在算得的感量在1.2mH,匝數將近160圈,那我這個時候的氣隙就要磨到10 多毫米了,然后我按照你的方法,算得的匝數也在140圈左右,一直沒想明白,麻煩指點一下,非常感謝。

下面是英飛凌的規格書與設計指導

Design Guide for ICE2PCSxx.pdf            AN-PS0010 EVALPFC2-ICE2PCS01---300WOctober2009.pdf

2020/04/27 11:58:54
507
andyxly
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:13 | 回復帖:43
LV4
連長
樓主,你這個算法正確嗎?600W的PFC,居然要用到EE55,感覺不太對啊。磁芯太大了。
2020/04/27 13:42:15
508
andyxly
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:13 | 回復帖:43
LV4
連長
而且,EE55B的Ap應該是13.674,Ae是3.54,Aw是3.86。樓主的數據是從哪里來的。
2010/08/09 16:26:00
96
basic
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:10
LV3
排長

我記得您的好哈這個

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米 這里的SQRT是開平方吧? 我剛看,以為是一個常數值,不好意思,來確認下

2010/08/09 17:06:38
98
讓你記得我的好
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LV10
司令
是的,開平方。這里沒法輸入根號,只要好這樣啦。
2013/10/22 03:28:51
489
154545169qq
電源幣:41 | 積分:4 主題帖:28 | 回復帖:178
LV7
旅長

暈哦,搞得我到處看質料,才知道是平方根,弄得我幾個星期了才明白過來,我這的人都牛問他們這個符號什么意思都不明白,不知道這些中學生怎么讀的書,今天才算出來這個數 是1.343393421 好老師取的大數 1.4

這 電腦還需要大大的改進  不能輸符號 弄得我這小學生整天一頭霧水

2010/08/29 16:10:17
133
haosan
電源幣:130 | 積分:0 主題帖:6 | 回復帖:199
LV5
營長
謝謝,看了你的帖子,我又明白很多了.
2010/10/10 20:46:47
173
天地人間
電源幣:254 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:2
LV1
士兵

樓上的很好,但有些問題想請教一下,

升壓電感怎樣計算銅損和鐵損?怎樣減少電感的損耗?

希望賜教。

2010/10/11 09:58:09
174
讓你記得我的好
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LV10
司令

銅損,你需要先計算升壓電感的電流RMS值,然后再有線圈電阻就可以了。

鐵損,比較復雜,主要依據是根據廠家提供的磁芯材質的數據來計算。

2011/06/02 23:15:14
332
mjun
電源幣:123 | 積分:0 主題帖:9 | 回復帖:224
LV7
旅長
頂?。?!好東東?。?!
2013/08/27 10:22:57
485
雪花梅花
電源幣:81 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:333
LV6
團長
好貼,頂
2011/11/18 14:22:10
376
sengor
電源幣:51 | 積分:0 主題帖:19 | 回復帖:57
LV4
連長
你好!請教最后一個公式是哪里來的,我所了解的公式是H*Le=N*I,那前面的那個0.4*PI是哪里來的!
2013/08/23 23:21:45
483
xuehao
電源幣:5 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:4
LV1
士兵

之前我也一直納悶這個0.4*PI 怎么來的,終于搞明白了。磁學計量中有兩套單位,即MKS(米-千克-秒)和CGS(厘米-克-秒),版主用的是后者。

磁場強度H的公式為:H*Le=N*I,H=N*I/Le,單位為A/m,兩套單位之間的換算關系為:1A/m=4*PI*10-3 Oe(奧斯特),

即H=N*I/Le(A/m)=N*I/Le*4*PI*10-3 (Oe) 此時,Le的單位是m。

若將Le的單位轉換為cm,得

H=N*I/Le(A/m)=N*I/Le(A/10-2*m)=N*I/Le*100*4*PI*10-3(Oe)=0.4*3.14*N*I/Le(Oe)

2013/03/21 09:53:52
472
tangchaobao
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:33
LV4
連長

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米這個數據怎么算出來的都不是這個得數。

2010/07/21 02:21:16
13
52football
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LV5
營長
不錯,繼續。。。。
2010/07/21 09:59:22
15
xuanya
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LV3
排長

6,那么輸入電感電流最大峰值為:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

這個地方是不是應該用平均電流算,你用的是有效值

2010/07/21 10:23:46
16
讓你記得我的好
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LV10
司令

不管是用有效值計算還是用平均值計算,這一步的目的是想得到電感電流的瞬間最大值。這個值是個瞬時值,不存在是有效值還是平均值的問題。

只不過我前面的一些參數都是用有效值計算得到了,那么這個地方使用了前面的計算結果。如果用平均值來計算也可以,只不過,你需要重新計算平均值,并且要算出,在平均值上乘以什么系數來得到峰值。

這是我個人的理解。

2010/07/27 18:19:39
51
szljq88
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LV2
班長
好東西,學習了
2010/07/31 10:23:40
66
lzg19850907
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LV1
士兵

電容要取這么大啊

2010/07/31 16:35:07
68
雪山無痕
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LV9
軍長
第一貼是輸出功率按照500W設計,后面的計算咋么變成600W了?
2010/08/29 16:16:43
134
haosan
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LV5
營長
500W除以轉換效率啊,變換過程中有損耗的.
2010/08/05 22:15:22
86
zgthsx
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LV2
班長

一些公式是怎么來的啊 能不能推導一下啊  這樣看起來也太突然 或者有什么出處啊  介紹下

2010/08/07 13:29:41
90
liuzucheng
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LV3
排長

樓主這個Cmin是PFC輸出電容還是整流後的電容呢?謝謝!

2010/08/09 09:47:14
92
讓你記得我的好
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LV10
司令
PFC的輸出電容。
2013/05/01 22:15:16
477
xuehao
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LV1
士兵

輸出電容太大了吧?按10ms的HOLD時間算下來C的理論值200UF啊,按下邊的公式:

 ?*C [4002-(265*1.414)2]=600*10*1/103,麻煩各位大俠指點,謝謝!

2010/08/13 09:37:01
110
lianrfu
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LV2
班長
學習
2010/08/19 14:23:56
115
lingqidian
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LV4
連長

好版主,

Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH 這個公式是怎么來的?

根據dV=Ldi/dt,如果從輸出端計算應該為(Vout-Vin)*Toff/(f*Ihf)

從輸出端計算應該為:Vin*Ton/(f*Ihf)

另外我還有一個疑問就是PFC boost的輸入其實是正弦電壓,即從零到 Vinmax,計算時為什么用了個平均值?這個計算下的結果會有哪些方面的偏差?設計時應該如何考慮?

2010/08/19 14:38:27
116
讓你記得我的好
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LV10
司令

Lmin是根據電感上的紋波電流來計算的。

這個公式的來源,是INFINEON的ICE1PCS01和ST的L4981兩個IC 的設計資料里的一個或者二者結合起來后總結的。

你可以先看一下這兩個IC的應用文檔。如果還有疑問,我們再一起討論,好不好?

2010/08/19 15:14:10
117
lingqidian
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LV4
連長

公式的推導資料我找到了,L4981的應用文檔中有,我先看一下,有問題再向好版主請教。再次感謝!

2010/08/23 14:09:00
119
戎馬書生
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LV4
連長

看到在Champion  CM6802 CCM PFC aplication中的計算如下:

L=Uin*(Uout-Vin)/(f*Ihf*Uout)

其中Uin用最大電壓計算=265*1.414,即保證最高輸入電壓下電流可以連續

因為CCM Boost 中,Uout=Uin/(1-D),

所以上式可以等效成L=Uin*D/(f*Ihf)

疑問:L4981應用公式中的0.25*Uout是怎么來的?

感謝樓主解答!

2013/07/12 19:27:23
480
zhck
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LV3
排長
根據XC=1/(2πfc)  I=Uc/Xc  不過我不明白0.25這系數是怎么來的。我個人認為是這樣推出來的
2010/08/25 20:06:52
125
Xiu_CC
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LV1
士兵

有以下疑惑,

文中所述“

3,輸入電流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

4,那么輸入電流有效值峰值為Iinrmsmax*1.414=10.85A

為何不是先將最小輸入交流電壓85V換算成直流有效值,即Urms=85V*1.414=120V,然后再求輸入電流有效值,即Pin/Urms=5.43A.

以上請指教,多謝。

2010/08/26 00:14:26
127
讓你記得我的好
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LV10
司令
這是PFC電路,整流橋濾波后進入boost變換器之前沒有大電解濾波的。
2012/05/21 15:17:41
403
xsaqs
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LV5
營長
85V就是有效值,120V是峰值。
2012/12/07 17:11:55
421
tangchaobao
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LV4
連長

怎么來的,有規定嗎?

2010/08/30 19:29:15
135
盧佳
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LV3
排長
高頻紋波電流取輸入電流峰值的20% ,這是規定的嗎??
2010/08/30 19:40:43
136
盧佳
電源幣:26 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:17
LV3
排長
那么升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)  這個0.25是什么呀??
2010/08/30 19:51:25
137
讓你記得我的好
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LV10
司令
公式的推導過程和出處,可以參考ICE1PCS01和L4981的設計文檔。
2010/09/01 10:00:41
141
jianghaike
電源幣:10 | 積分:0 主題帖:10 | 回復帖:46
LV4
連長
兄弟 剛才看到 你這個濾波電容用的也太大了吧
2010/09/01 10:23:10
142
讓你記得我的好
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LV10
司令
因為我的這個電路后級對hold up時間要求很高。只好把電容容量加大了。
2010/09/27 14:26:37
167
nedved111
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LV6
團長
輸出電容確實選的很大。
2010/10/04 16:44:53
169
holyfaith
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LV8
師長
電容比計算值多那么多?3倍了
2010/10/08 08:42:14
170
讓你記得我的好
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LV10
司令
這里的計算值是按照紋波來計算的。實際使用的時候,還有一個限制條件是hold up時間,如果hold up時間要求比較長,那么輸出電容就必須大。
2010/11/30 22:17:37
206
chudong
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LV2
班長

上述的幾條中5~8的計算根據不是很清楚,不知道能不能講的詳細一些?謝謝!

2011/02/18 10:48:55
218
crazy-瘋狂
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:48
LV4
連長
頂 
2011/03/23 13:42:39
241
qmhui
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LV3
排長
1小時的學習,看完了收藏了,很久的帖子,真理永存,不忘回頭頂一下記得你的好。
2011/05/04 15:33:15
305
sengor
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LV4
連長
這個公式怎么來的:Lmin-(0.25*uout)/(ihf*fs)
2011/05/15 18:57:00
306
讓你記得我的好
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LV10
司令

Lmin是根據電感上的紋波電流來計算的。

這個公式的來源,是INFINEON的ICE1PCS01和ST的L4981兩個IC 的設計資料里的一個或者二者結合起來后總結的。

2013/08/27 10:30:16
486
雪花梅花
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LV6
團長
樓主好細心哦!頂一下
2011/05/30 21:19:37
317
evdi
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LV6
團長

我來解釋下Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH中間0.25這個系數從何而來、

DeltaI=Vin*D/(fs*L),需要找出何時紋波電流最大

f,L,Vout是定值,假設Vin=x*Vout

D=(Vo-Vin)/Vo=1-x; Vin*D=x(1-x)*Vout

so x=0.5 DeltaI有最大值,此時D=0.5

Lmin=Vin*D/(Ihf*fs)=D(1-D)Vout/(Ihf*fs)=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)

說實話,從數學觀點上來說,以上推論完全正確,但只是一個參考值因為以上情況在實際中是不會出現的,Ihf是在最小輸入電壓即85Vac條件下得出的需要得到的最大紋波電流,而這時D是無法達到0.5的。

實際上,對于輸入電壓瞬時值達不到200V時,其最大電壓時紋波最大,即在85Vac時

D=(V0-Vin)/VO=(400-1.414*85)/400=0.7

Lmin=(0.21*Uout)/(Ihf*fs) 當然L是越大越好,所以習慣上使用0.25作參考也是沒有問題

2011/06/08 17:21:09
336
xiachangrong
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LV2
班長

本人現需設計一個大功率的CCM模式的功率因數校正電路。請協助計算一下相關的參數和元器件的選擇。

已知參數:

輸出功率6-8KW左右(后級的開關電源輸出30V X 200A=6000W)

交流電源的頻率fac——50Hz

最低交流電壓有效值Umin——185Vac

最高交流電壓有效值Umax——265Vac

輸出直流電壓Udc——400VDC

輸出功率Pout——6000W

最差狀況下滿載效率η——92%

開關頻率fs——100KHz

輸出電壓紋波峰峰值Voutp-p——10V

請問:

升壓電感建議用什么材料,型號/規格是什么?

IGBT/MOS用什么型號?用幾個管子,驅動IC用什么型號?

散熱器最小得多?。ū救擞蔑L冷散熱)?

輸出濾波電容因體積有限,本人打算只用四個450V/470U,另并2個630V/104電容。這樣是否會引起電容升溫過高或輸出不穩定?

特別說明:本人設計的產品可能工作在比較差的環境。謝謝各位!

2011/06/08 22:01:51
337
H-power
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LV8
師長
6KW 用4個450V/470U的電容是不是有點小呀?
2011/06/16 18:52:41
340
讓你記得我的好
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LV10
司令
我也感覺電容太小了一點。
2011/06/16 19:52:58
341
javike[榮譽版主]
電源幣:2931 | 積分:67 主題帖:180 | 回復帖:3106
LV12
元帥
6KW用470U的估計得10個以上吧?
2011/06/17 19:04:07
342
H-power
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LV8
師長
估計得用12個哦
2011/07/06 22:30:08
345
xiachangrong
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LV2
班長
我是做逆變式電焊機的,以前是沒有加PFC電路 ,做6KW輸出,我們一直都是用4個電容 ,可以正常工作 。我想再問一下,為什么需要這么大的電容,我的空間有限,加不了這么多,有別的方法嗎?
2011/07/07 23:10:23
346
H-power
電源幣:8 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:375
LV8
師長
逆變式電焊機沒研究過,你那個不是應該概念的東西吧?
2011/07/07 23:10:59
347
H-power
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LV8
師長
起碼沒要求紋波,而且電流不是持續的吧
2011/07/09 14:33:01
348
讓你記得我的好
電源幣:1750 | 積分:0 主題帖:23 | 回復帖:1133
LV10
司令

逆變焊機的話,這么大功率輸出。不建議用單相輸入來做。

建議用三相輸入,無源PFC。

2013/03/16 16:49:19
470
tinge
電源幣:2 | 積分:0 主題帖:3 | 回復帖:53
LV4
連長
6-8KW,估計要用三至四副EE55磁芯,這體積本來就很大。電容省了空間,后級的體積也必定需要加大。省不了多少。
2015/06/22 10:53:23
495
faikmc
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LV3
排長

起碼要3000u左右,也就6個470u

2020/11/02 15:27:53
511
liurihua
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LV3
排長
最好用交錯式的PFC做,單個CCM這么大,電感散熱是問題
2011/07/11 16:34:18
349
hh123
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:2 | 回復帖:47
LV4
連長

其實大家一般都是按照輸入電流峰值的20%為紋波電流來計算出電感量,但是有沒有考慮過其實按照一定的電感量對于不同的輸出電壓,并不是最低輸入電壓的時候其紋波電流占得百分比最大。

K=deltaIL/ILavg=(η*Vin^2/Po*L)*((Vo-sqrt(2)*Vin)/Vo)*T

通過求導,其實在Vin=sqrt(2)/3 *Vo時其紋波占此時平均電流比例最大。所以應該按此時帶入計算

L=1.39mH 比709uH大了不少。

好版你說呢????????????????????????????????

2011/08/06 09:55:05
353
旅途
電源幣:10 | 積分:0 主題帖:47 | 回復帖:149
LV6
團長

LZ我想請教如下問題:

問題1:

     公式5中“高頻紋波電流取輸入電流峰值的20%” 為什么是20%而不其它數據.

問題2:

  公式6中輸入電感電流最大峰值ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

     公式中0.5是怎么來的.

問題3:

  公式7 升壓電感最小Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

  公式中 0.25 是怎樣來得.

問題4:

   最后一點怎樣跟據hold up time 算輸出電容

 

 

2013/01/11 22:26:42
436
Constance[版主]
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LV11
統帥

經驗值吧!

2011/08/17 17:56:51
355
meizhujob
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LV4
連長
計算出最小電感量后,是電感量可以無限大么?若不是,如何確定最大電感量呢?謝謝!
2011/08/27 22:48:31
357
solmyr
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:21 | 回復帖:4
LV4
連長

謝謝樓主!

想請教樓主第7條:

7,那么升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

公式中的0.25指的是什么,感覺像Dmax?怎么得到的?

2012/02/02 14:04:59
384
hxh2011
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:16
LV2
班長

前面有詳細介紹!

2013/01/11 22:28:50
437
Constance[版主]
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LV11
統帥
占空比吧!
2011/08/28 10:58:27
359
wei520
電源幣:2 | 積分:0 主題帖:84 | 回復帖:154
LV6
團長
精,學習了
2011/09/09 16:17:09
362
zhaoradio
電源幣:10 | 積分:0 主題帖:54 | 回復帖:21
LV4
連長

樓主你好,我是新手,請問一計算出的最小電感是709,哪么電廠上限可以加大多大呢?怎么算?

 

2013/01/11 22:39:53
438
Constance[版主]
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LV11
統帥
學習了!
2011/10/10 13:33:55
371
pzx200
電源幣:225 | 積分:0 主題帖:5 | 回復帖:113
LV5
營長

很經典

2012/05/28 10:58:36
406
flyclh
電源幣:14 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:13
LV2
班長

非常感謝樓主的無私奉獻,我會記著你好的!

2012/07/16 23:13:16
407
y412745757
電源幣:1 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:9
LV2
班長

樓主,計算最小電感量時,0.25*Uout,那個0.25是哪里來的?占空比不是這么大吧?

2013/01/11 22:43:18
439
Constance[版主]
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LV11
統帥
學習了!
2012/09/17 20:45:38
412
揮劍問情
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LV1
士兵

LZ,我在做ICE2PCS02,你能解釋下電流環路是怎么設計的嘛,還有頻率為什么選65KHZ,而不是70或者其他的

還有我搞不懂為什么誤差放大器選的g選的是1ms和42us?能解釋下嗎,謝謝啦

2012/09/17 20:52:33
413
揮劍問情
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:1 | 回復帖:1
LV1
士兵
LZ,能講講內部結構嗎
2012/10/09 12:43:31
416
xdf276112303
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LV2
班長

7,那么升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

請問這里的0.25是低端輸入時的占空比嗎?

2013/01/11 22:44:43
440
Constance[版主]
電源幣:2498 | 積分:86 主題帖:107 | 回復帖:1599
LV11
統帥
應該是的!
2012/11/08 19:59:49
417
chris2000
電源幣:0 | 積分:0 主題帖:0 | 回復帖:1
LV1
士兵

寫的好,用力頂~

2012/12/12 13:37:12
423
生到熟
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LV4
連長
電源設計首先要考慮安全問題!
2013/01/11 20:34:22
425
Constance[版主]
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LV11
統帥
學習了!
2013/03/16 10:30:54
468
liang099
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LV4
連長

4,那么輸入電流有效值峰值為Iinrmsmax*1.414=10.85A 

疑惑 IPP=2*pin/Vinmin/Dmax          這2個公式怎么等起來

2013/03/18 17:10:19
471
xd285070[版主]
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LV7
旅長

對于這些公式,第7的個有點疑惑

7,那么升壓電感最小值為Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

那個0.25*Vout是怎么來的,一般不是Vdcmin*Dmax  ,Dmax=(Vout-Vdcmin)/Vout

我怎么算都算不出你公式的由來,望解答!

2013/05/31 17:28:48
478
andyxly
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LV4
連長

"高頻紋波電流取輸入電流峰值的20%"

我在其它資料上看到,這個紋波系統最好是取0.4,但是沒有給出依據。請問你這個0.2是依據什么來的呢?

 

2013/11/21 12:59:37
490
brucec86
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LV1
士兵
頂一個
2013/11/22 20:37:30
491
wqluck
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LV1
士兵
請問升壓電感和輸出電容選擇的計算公式的依據是什么呢,我剛開始做PFC,求教!
2017/05/17 17:34:11
502
南方的星星
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LV1
士兵
樓主可以講解一些那個電容的計算公式是怎么來的嗎
2020/05/20 16:37:30
509
我就是帥小伙
電源幣:0 | 積分:3 主題帖:0 | 回復帖:3
LV1
士兵
您好,電感感量公式怎么來的
2010/07/20 08:50:03
5
peterchen0721
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LV8
師長
建議效率的估算應該連下一級(PWM)一起,就是0.92(PFC)*0.93(PWM)=0.8556,以上提供參考。
2010/07/20 10:57:46
7
讓你記得我的好
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LV10
司令
這個建議有道理。
2010/07/20 17:38:29
11
998lllll
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LV8
師長
好貼,頂樓主??!
2013/01/11 22:46:14
441
Constance[版主]
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LV11
統帥
學習了!
2010/07/21 09:15:33
14
讓你記得我的好
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LV10
司令

接下來的設計是控制電路
應用于CCM模式的控制IC非常多,控制模式也比較多,有平均電流型,也有峰值電流型。根據經驗,峰值電流型的對噪聲比較敏感,更多可供選擇的則是平均電流型的IC。最出名的估計就是UC3854系列了,但我個人更喜歡L4981系列的,因為L4981的外圍功能更豐富,工作更安全可靠。最近幾年還出現了不需要采集前級半正弦波的單周期控制方式的IC,最出名的就是infineon公司的ICE1PCS01/02系列(現在好像已經是升級到了ICE3系列了)和IR公司的IR1150。這兩款IC,我個人更喜歡ICE系列的,因為IR1150是峰值電流型控制,而ICE系列是平均電流型控制。峰值電流型控制對抗噪能力偏差。由于單周期系列的控制IC外圍電路極其簡單,所以目前在中等功率的PFC應用場合使用非常廣泛??偟膩碚f,單周期的控制IC抗干擾能力比傳統帶乘法器的那類UC3854/L4981等還是差一些,哪怕是平均電流模式的單周期芯片,新出來的改進版的如何,我不了解。所以大功率場合還是建議采用傳統的PFC控制IC。
本文中,我計劃以ICE1PCS01為例,介紹一下它的控制電路設計。具體而詳細的設計方法,還是請參閱infineon公司提供的相關技術文檔。我在此處,只是把相關具體的設計提取出來,作一個簡化,并按照我們上面的設計指標要求來具體計算一下。

先貼出電路原理圖:

 

實際應用的時候,我覺得應該在整流橋后面的直流母線上加一個CBB的高頻濾波電容Cin。

2010/07/21 10:29:20
17
讓你記得我的好
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LV10
司令

計算如下:

1,輸入高頻濾波電容Cin的計算

 

Kr是電流紋波系數,r是電壓紋波系數,通常取0.02~0.08

我們在此處把 Kr=0.20,Iinrmsmax=7.67A,fs=65KHz,r=0.05,Umin=85V代入得到Cin>=884nF,實際Cin可以取值1uF,Cin值不可太大,太大了會造成電流波形畸變。具體的值可以在調試的時候再作些調整。

2,頻率設定電阻Rfreq可以從ICE1PCS01的設計資料里查圖得到,65K的開關頻率,對應的Rfreq約為68K。

3,Rsense電阻計算

Rsense<=0.66/ILpk=0.66/11.94=0.055歐,實際取三只0.15歐/3W的無感電阻并聯。

4,R3的數值令我苦惱,計算方法是,IC的ISENSE腳電流應該限制在1mA。當開機時,由于有大的沖擊電流,假設沖擊電流為30A,那么在電流采樣電阻RSENSE上瞬間可以產生1.5V的電壓,那么R3的數值應該為1.5K。但是infineon的設計資料建議用220歐電阻。所以我有點不知所措了。不過,這里先暫時用220歐吧,設計用下來好像也沒有出問題。

5,R1、R2是輸出電壓的采樣分壓電阻。由于ICE1PCS01的內部基準是5V,所以,我們這里R2取5.6K,R1取440K。

2010/07/21 12:12:16
21
讓你記得我的好
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LV10
司令

下面開始電流環路和電壓環路補償的計算。先把infineon設計資料里面提到的幾個設計常數貼出來:

  

C1用來濾除開關頻率的電流紋波,計算如下:

 

fave是轉折頻率,必須遠低于開關頻率,這里取開關頻率的1/5,那么代入參數后,可以得到:

C1>=1.6nF,實際取值為2.2nF。

電壓環路框圖

 

其中,

 

 

那個整個電壓環路的閉環增益傳遞函數就是:

 

G1就是我們要設計的誤差放大器的增益傳遞函數。那么我們首先要計算出開環傳遞函數:

 

我們將前面的設計參數帶入上面的公式,得到:

85VAC輸入,滿載輸出時:f23=0.5707Hz

265VAC輸入,滿載輸出時:f23=0.5665Hz

而G4=R2/(R1+R2)=0.0125673

所以我們可以分別得到85VAC與265VAC滿負載時的傳遞函數為:

 

2010/07/21 13:54:05
22
讓你記得我的好
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LV10
司令

下一步,采用PSPICE仿真傳遞函數,首先建立一個新的PROJECT,選擇模擬與混合電路仿真這項:

 

然后在原理圖中放入ABM庫中的拉普拉斯方程:

 

還要放入交流信號源VAC,零電位參考點。然后雙擊編輯相關參數,并放置網絡標識符,便于觀察信號波形:

  

設置仿真參數:

 

好了,可以開始仿真了。下面看結果。

2010/07/21 14:26:37
23
讓你記得我的好
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LV10
司令

開環傳遞函數波特圖:

綠色為85VAC時,紅色為265VAC時

 

有了開環傳遞函數的波特圖,我們就可以通過設置G1的參數,來進行環路補償了。

先讓我們再看一次G1的表達式:

 

 

對于PFC電路而言,閉環電壓傳遞函數的帶寬要小于20Hz。我們在這里考慮把交越頻率設置在10Hz處。從仿真結果上可以看出,在10Hz處的開環增益是-12.65db,

因此G1在10Hz處需要提供12.65db的增益來進行補償。

另外,G2*G3在f23處有個極點需要補償掉,以對相位有個提升。我們可以用fcz來補償f23,同時在40~70Hz處放置一個極點,來快速降低增益,抑制高頻干擾,我們選擇fcp=50Hz。

考慮到C2>>C3,且10Hz>>fcz,所以有:

 

解方程得到,C2=2.73uF。由于這不是一個常用值,故而我們選擇C2=1uF,然后重新計算fcz:

 

根據:

 

求解,得到R4=100.7K,實際取值100K,再由:

 

可以算出C3=31.8nF,實際可以取值33nF。有了這些參數,我們可以給出G1的表達式了:

 

2010/07/21 16:10:32
24
讓你記得我的好
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LV10
司令

現在我們可以在PSPICE中進行閉環傳遞函數的仿真了。

先打開原理圖,把G1添加進去,如圖:

 

然后設置好參數,開始仿真,看結果,還是綠色是85VAC的,紅色是265VAC的:

 

2010/07/21 16:26:30
25
讓你記得我的好
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LV10
司令

至此,采用ICE1PCS01的控制電路參數設計完成。

2010/07/21 18:37:36
26
998lllll
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LV8
師長
樓主能否談談三相電的APFC?
2010/07/21 18:47:07
27
讓你記得我的好
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LV10
司令

咣!我感覺腦袋被紅太狼的平底鍋給砸了一下!

三相APFC是個很難的話題哦。

單開關的目前只能做成電流斷續模式,和三相這種大功率供電方式有點不匹配。

多開關的控制起來很麻煩,最好用DSP來做,但是那個軟件的算法我就不懂了。

2010/07/24 16:05:28
38
xy_k8299
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LV6
團長

好貼,圖文并茂,還附上了傳遞函數和部分仿真。

頂了。

2013/06/25 14:31:55
479
藍圖
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LV4
連長
樓主,太有趣了。精華帖 頂起
2010/12/10 11:11:36
208
gaoranzxz
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LV4
連長
看了半天 怎么沒有提到電流環的設計?光講電壓環了?
2010/07/22 10:32:36
28
讓你記得我的好
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LV10
司令

從波特圖上可以看出:

1,增益為零的時候,看相移有多少,理論上是要求不能超過180度,實際上還需要保留一定的裕量,叫做相位裕度,一般相位裕度保留45度,那么就是說,相移不能超過180-45=135度。我們看到,在這個圖中,在增益為零的時候,相移不超過120度。而且在整個增益大于零的情況下,相移都不超過120度,相位裕度都在60度以上。

2,相移在180度的時候,增益已經跌落到-100db以下了。

3,在0Hz附近,增益達到了50db,那么就是說,輸出電壓的直流精度誤差會很小了。

2010/07/22 19:50:24
29
yuyan
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LV9
軍長
學習了
2010/07/22 21:34:03
30
yuyan
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LV9
軍長

請教一下樓主?

1。請教磁場強度H(Oe)與直流磁場強度H(Oe)概念有什么不同?

2。兩個磁環疊繞,總AE是不是單個AE的兩倍?

2010/07/22 22:53:14
31
讓你記得我的好
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司令

1,沒有不同,不存在是不是直流。

2,是的。

2010/07/23 18:15:57
32
電源網-娜娜姐
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LV10
司令
好貼,辛苦好斑竹~~~~~~~~~~~
2010/07/23 19:04:18
33
yuyan
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LV9
軍長

再請教一下樓主,  為什么L4981的外圍功能比UC3854更豐富,工作更安全可靠?

能不能解釋具體些,先謝了。

2010/07/23 19:18:04
34
讓你記得我的好
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LV10
司令

L4981比UC3854多了幾個功能:

1,獨立的輸出過壓保護功能,我做PFC電路,最怕的就是反饋沒有搞好,一開機輸出電壓過沖很高,然后把后面的電解電容點冒煙或直接爆掉。你說這個功能重要不重要,好不好?

2,負載前饋,讓IC對負載的變化響應更快點。

3,變頻技術??梢宰孡4981在正弦波的不同位置上作頻率微調,降低電感的紋波電流。不過此功能只有L4981B有。

4,可編程的UVLO保護功能。

其他的功能也就罷了,第一個功能真是太重要了。

2010/07/25 22:46:08
44
cardiopathy
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LV3
排長
IR1150確實不行~容易受干擾
2010/07/28 15:35:25
57
讓你記得我的好
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LV10
司令
嗯,這樣一來,對PCB布線要求很高的。
2012/04/04 20:07:57
395
pzx200
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LV5
營長
我以后要天天來看貼,學習再學習
2010/08/09 09:52:59
94
bode
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LV9
軍長

這貼絕對要頂~

居然用PSPICE做傳遞函數的仿真,太牛了~

我一直都用matlab才能做到,這回遇到高人了~~~

2010/07/29 19:35:02
59
gaoranzxz
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LV4
連長

控制理論學的太好了 居然傳函和波特圖都去研究 我最多也就用matlab仿仿 而且參數是試出來的 從來沒有算過 也不會算

牛啊 我要好好學習

2010/07/31 18:14:43