PFC参数设计及理论推算
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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...
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