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《CCM的PFC設(shè)計(jì)_電子電路_工程科技_專(zhuān)業(yè)資料》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線(xiàn)閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、傳統(tǒng)的工頻交流整流電路，因?yàn)檎鳂蚝竺鎯右粋€(gè)大的電解電容來(lái)穩(wěn)定輸出電壓，所以使電網(wǎng)的電流波形變成了尖脈沖，濾波電容越人，輸入電流的脈寬就越窄，峰值越高，有效值就越人。這種畸變的電流波形會(huì)導(dǎo)致一些問(wèn)題,比如無(wú)功功率增加、電網(wǎng)諧波超標(biāo)造成T?擾等。功率因數(shù)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。使電源的丄作特性就像一個(gè)電阻一樣，而不在是容性的。冃前在功率因數(shù)校止電路中，最常用的就是由BOOST變換器構(gòu)成的主電路。而按照輸入電流的連續(xù)與否，又分為DCM、CRM、CCM模式。DCM模式，因?yàn)榭刂坪?jiǎn)單，但輸入電流不連續(xù)，
2、峰值較高，所以常用在小功率場(chǎng)合。CCM模式則相反，輸入電流連續(xù)，電流紋波小，適合于大功率場(chǎng)合應(yīng)用。介于DCM和CCMZI'可的CRM稱(chēng)為電流臨界連續(xù)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(guò)零信號(hào)，當(dāng)電流過(guò)零了，才開(kāi)通MOS管。這種類(lèi)型的控制方式，在小功率PFC電路屮非常常見(jiàn)。今大我們主要談適合人功率場(chǎng)合的CCM模式的功率因數(shù)校正電路的設(shè)計(jì)。要設(shè)計(jì)一個(gè)功率因數(shù)校正電路，首先我們要給出我們的一?些設(shè)計(jì)指標(biāo)，我們按照一個(gè)輸出500W左右的APFC電路來(lái)舉例：已知參數(shù)：交流電源的頻率fac——50Hz最低交流電壓有效值Umin——
3、85Vac最高交流電壓有效值Umax——265Vac輸出氏流電壓Ude——400VDC輸岀功率Pout——600W最基狀況下滿(mǎn)載效率n——92%開(kāi)關(guān)頻率fs——65KHz輸出電壓紋波峰峰值Voutp-p——10V那么我們可以進(jìn)行如下計(jì)算：1,輸出電流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A2,最大輸入功率Pin二Pout/n=600/0.92=652W3,輸入電流最人有效值linrmsmax=Pin/llmin=652/85=7.67A4,那么輸入電流有效值峰值為linrmsmax*l.414=10.85A5,高頻紋波電流取輸入電
4、流峰值的20%,那么Ihf二0.2*Iirrnnsmax二0.2*10.85=2.17A6,那么輸入電感電流最大峰值為：TLpk=Iinrmsmax+0.5*Th仁10.85+0.5*2.17=11.94A7,那么升壓電感最小值為L(zhǎng)min=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH8,輸出電容最小值為:Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=l.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF,實(shí)際電路中還要考慮holdup時(shí)間，所以電容容聚可能需要重新按照hol
5、dup的時(shí)間要求來(lái)重新計(jì)算。實(shí)際的電路屮，我用了1320uF,4只330uF的并聯(lián)。有了電感量、有了輸入電流，我們就町以設(shè)計(jì)升壓電感了！PFC電路的升壓電感的磁芯，我們可以?xún)佣喾N選擇：磁粉芯、鐵氧體磁芯、開(kāi)了氣隙的非晶/微晶合金磁芯。這幾種磁芯是各有優(yōu)缺點(diǎn)，聽(tīng)我一一道來(lái)。磁粉芯的優(yōu)點(diǎn)是，P值低，所以不用額外再開(kāi)氣隙了。氣隙平均，漏磁小，電磁干擾比較低，不易飽和。缺點(diǎn)是,基木是環(huán)形的，繞線(xiàn)比較困難，不過(guò)目前市場(chǎng)上也出現(xiàn)了EE型的。另外，》值隨磁場(chǎng)強(qiáng)度的增加會(huì)下降。設(shè)計(jì)的時(shí)候需要反復(fù)迭代計(jì)算。鐵氧體磁芯的優(yōu)點(diǎn)是損耗小，規(guī)格多，價(jià)格便宜，開(kāi)了氣隙后
6、，磁導(dǎo)率穩(wěn)定。缺點(diǎn)是需要開(kāi)氣隙，另外飽和點(diǎn)比較低，耐豈流偏磁能力比較差。非晶/微品合金的優(yōu)點(diǎn)是飽和點(diǎn)高，開(kāi)氣隙后，磁導(dǎo)率穩(wěn)定。同樣缺點(diǎn)是需要開(kāi)氣隙。另外，大都是環(huán)狀的。在此說(shuō)明一下，環(huán)形鐵芯雖然繞線(xiàn)比較困難，沒(méi)有E型什么帶骨架的那種容易繞。但是環(huán)形鐵芯繞出來(lái)的電感分布電容小，対將來(lái)處理電磁兼容帶來(lái)了很多便利之處。E型的骨架繞線(xiàn)-般都是繞好兒層，那么層間電容比較大，対EMC產(chǎn)主不利影響。另外，開(kāi)氣隙的鐵芯，在氣隙處，銅損會(huì)變大。因?yàn)闅庀短幍穆┐旁阢~線(xiàn)上產(chǎn)牛渦流損耗。下而我們就選擇一種環(huán)形磁粉芯來(lái)作為我們PFC電感的磁芯。我們上而已經(jīng)計(jì)算出了兒個(gè)
7、參數(shù)：輸入電流最大冇效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A輸入電感電流最大峰值為：ILpk二Iinnnsnieix+O.5*Ihf=10.85+0.5*2.17二11.94A升壓電感最小值為L(zhǎng)min=(0.25*Uout)/(lhf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KIlz)=709ull卜-面繼續(xù)計(jì)算：線(xiàn)圈選擇電流密度為5A/平方毫米，那么可以計(jì)算出我們需要用的漆包線(xiàn)的線(xiàn)徑為：2XSQRT(7.67/(5X3.14))=1.4毫米因?yàn)槲覀冞@是按照最極限的輸入電壓也就是說(shuō)按照最大的輸入電流時(shí)來(lái)計(jì)算的。
8、所以電流密度取的裕量比較人。實(shí)際按照不同的成本要求，也可以把電流密度取大-?些，比如此處取電流密度為8A/平方亳米的話(huà)，那么可以得到線(xiàn)徑為：2XSQRK7.67/(
