開關(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)算真的非常簡單！
對于很多工程師來說開關(guān)電源PFC電感的計(jì)算比較懵，今天我對臨界模式下的PFC做了一下簡單的推導(dǎo)，我覺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)來計(jì)算。
磁通密度公式
下面我們再來證明第1點(diǎn)是否正確，對于第1點(diǎn)的證明稍微復(fù)雜一點(diǎn)，不過不要緊我們一步步來。
PFC的最低開關(guān)頻率實(shí)際上是由電感來決定的。
我們假設(shè)一個PFC開關(guān)電源輸入電壓Vin為Vac，在開關(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)候這樣算出來能保證整個范圍不飽和。
所以我們在最低輸入電壓下的波峰位置來計(jì)算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導(dǎo)過程的這2點(diǎn)，只要知道結(jié)構(gòu)就行沒必要太糾結(jié)，直接在這個點(diǎn)計(jì)算電感量就好了。
我們下面開始計(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，再引入電感量來列出公式
Pin=Vin_min*I
我們在I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，如有錯誤的地方還請各位工程師及時(shí)指出。
對于很多工程師來說開關(guān)電源PFC電感的計(jì)算比較懵，今天我對臨界模式下的PFC做了一下簡單的推導(dǎo)，我覺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)來計(jì)算。
磁通密度公式
下面我們再來證明第1點(diǎn)是否正確，對于第1點(diǎn)的證明稍微復(fù)雜一點(diǎn)，不過不要緊我們一步步來。
PFC的最低開關(guān)頻率實(shí)際上是由電感來決定的。
我們假設(shè)一個PFC開關(guān)電源輸入電壓Vin為Vac，在開關(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)候這樣算出來能保證整個范圍不飽和。
所以我們在最低輸入電壓下的波峰位置來計(jì)算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導(dǎo)過程的這2點(diǎn)，只要知道結(jié)構(gòu)就行沒必要太糾結(jié)，直接在這個點(diǎn)計(jì)算電感量就好了。
我們下面開始計(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，再引入電感量來列出公式
Pin=Vin_min*I
我們在I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，如有錯誤的地方還請各位工程師及時(shí)指出。
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