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PFC参数设计及理论推算

材料写作网    时间: 2020-06-29 05:15:36     阅读:次     手机站


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摘 要:PFC是功率因数校正,PFC参数一般指PFC滤波电感的参数,本文以电磁理论为基础,逻辑推理,层层深入,揭示了PFC参数同电磁学物理量的定量关系,从而就把线圈匝数、线径大小推导出来,是有理有据分析开关电源的典范。

关键词:电感量,磁导率,有效磁路成长度,磁芯横截面面积,安培环路定律,磁电路磁阻定律

如图1所示,由J1、RT1、RT2、D1、C1、D4、D6、PFC1、C10、L6563S及外围构成了PFC控制电路。J1是交流输入插座。输入电压范围是85~265VAC.输出电压:UO=400V,输出电流:IO=0.5A。根据功率因数公式

η=PO/S (1)

其中PO是有用功率,S是视在功率,也叫总功率。

PO=IOUO (2)

其中IO是有效输出电流,UO是有效输出电流。

S=IINUIN (3)

其中IIN是有效输入电流,UIN 是有效输入电压。于是便得到

η=IOUO /IINUIN (4)

有效输出电流和有效输出电压都是恒定的。则输出功率恒定。当输入电压有效值最小时,输入电流有效值就会最大。

IINmax=IOUO /ηUINmin (5)

取η=0.9 UINmin =85V IINmax=2.61A

当 GD为高电平时,Q1和Q2导通,Q1和Q2的漏极为低电平,二极管D5截止,直流电源对PFC主线圈充电,根据自感应定律:

ξPFC=Ldi/dt (6)

又因为ξPFC=UOM+UD (7)

由于UD 很小UOM是稳定的,因此充电过程中自感应电动势保持常数,则充电电流是线性增加的。

i=UOM t/L (8)

当t=TON时,充电电流达到最大。

IPFCmax=UOM TON/L (9)

TON是QM5的导通时间,也就是开启时间,由于PFC充电电流总是少于最大输入电流有效值。

U设置L6563S的工作频率为100KHz

T=1/f (11) 则T=10μs

又因为T=TON+TOFF+TD (12)

取TON=4μs解得L≧0.613mH(13)

当GD为低电平时,Q1和Q2截止,D5导通,PFC主线圈向负载放电,根据充放电曲线可知,

IPFCmax≧3IO (14) 才能确保连续性的要求。从而解得:

L≦1.067mH (15)

为了符合(13)和(15)的要求,取L=1mH这样,PFC最大充电电流达到1.5A。

OM TON/L ≦IINmax (10)

一、磁通与磁通密...



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