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【原创】跟我学系列之一,CCM模式APFC电路设计 [查看此贴精编版]
阅读: 76845 |  回复: 526 楼层直达

2010/07/20 02:12:23
1
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

传统的工频交流整流电路,因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压,所以使电网的电流波形变成了尖脉冲,滤波电容越大,输入电流的脉宽就越窄,峰值越高,有效值就越大。这种畸变的电流波形会导致一些问题,比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。

功率因数校正电路的目的,就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。使电源的工作特性就像一个电阻一样,而不在是容性的。

目前在功率因数校正电路中,最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。而按照输入电流的连续与否,又分为DCM、CRM、CCM模式。DCM模式,因为控制简单,但输入电流不连续,峰值较高,所以常用在小功率场合。CCM模式则相反,输入电流连续,电流纹波小,适合于大功率场合应用。介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式,这种模式通常采用变频率的控制方式,采集升压电感的电流过零信号,当电流过零了,才开通MOS管。这种类型的控制方式,在小功率PFC电路中非常常见。

今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。

要设计一个功率因数校正电路,首先我们要给出我们的一些设计指标,我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例:

已知参数:

交流电源的频率fac——50Hz

最低交流电压有效值Umin——85Vac

最高交流电压有效值Umax——265Vac

输出直流电压Udc——400VDC

输出功率Pout——600W

最差状况下满载效率η——92%

开关频率fs——65KHz

输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V

 

标签 反激
2010/07/20 02:18:58
2
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

那么我们可以进行如下计算:

1,输出电流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A

2,最大输入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W

3,输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

4,那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A

5,高频纹波电流取输入电流峰值的20%,那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A

6,那么输入电感电流最大峰值为:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

7,那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

8,输出电容最小值为:Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF,实际电路中还要考虑hold up时间,所以电容容量可能需要重新按照hold up的时间要求来重新计算。实际的电路中,我用了1320uF,4只330uF的并联。

2010/07/20 08:06:01
3
贴片机
电源币:8 | 积分:1 主题帖:122 | 回复帖:573
LV8
师长
顶,请继续...
2010/07/20 08:49:51
4
ysun
电源币:68 | 积分:0 主题帖:12 | 回复帖:190
LV6
团长
越来越热闹了,挺一下!
2013/01/11 22:02:50
433
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
学习了!
2010/07/20 09:16:58
6
电源网-娜娜姐
电源币:457 | 积分:207 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令

顶,好东西一出,这下是真让大家记得你的好啦~

2010/07/20 11:38:00
8
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

有了电感量、有了输入电流,我们就可以设计升压电感了!

PFC电路的升压电感的磁芯,我们可以有多种选择:磁粉芯、铁氧体磁芯、开了气隙的非晶/微晶合金磁芯。这几种磁芯是各有优缺点,听我一一道来。

磁粉芯的优点是,μ值低,所以不用额外再开气隙了。气隙平均,漏磁小,电磁干扰比较低,不易饱和。缺点是,基本是环形的,绕线比较困难,不过目前市场上也出现了EE型的。另外,μ值随磁场强度的增加会下降。设计的时候需要反复迭代计算。

铁氧体磁芯的优点是损耗小,规格多,价格便宜,开了气隙后,磁导率稳定。缺点是需要开气隙,另外饱和点比较低,耐直流偏磁能力比较差。

非晶/微晶合金的优点是饱和点高,开气隙后,磁导率稳定。同样缺点是需要开气隙。另外,大都是环状的。

在此说明一下,环形铁芯虽然绕线比较困难,没有E型什么带骨架的那种容易绕。但是环形铁芯绕出来的电感分布电容小,对将来处理电磁兼容带来了很多便利之处。E型的骨架绕线一般都是绕好几层,那么层间电容比较大,对EMC产生不利影响。另外,开气隙的铁芯,在气隙处,铜损会变大。因为气隙处的漏磁在铜线上产生涡流损耗。

下面我们就选择一种环形磁粉芯来作为我们PFC电感的磁芯。我们上面已经计算出了几个参数:

输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

输入电感电流最大峰值为:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

下面继续计算:

线圈选择电流密度为5A/平方毫米,那么可以计算出我们需要用的漆包线的线径为:

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米

因为我们这是按照最极限的输入电压也就是说按照最大的输入电流时来计算的。所以电流密度取的裕量比较大。实际按照不同的成本要求,也可以把电流密度取大一些,比如此处取电流密度为8A/平方毫米的话,那么可以得到线径为:

2×SQRT(7.67/(8×3.14))=1.1毫米

这也是可以接受的。

因为是CCM模式的工作方式,基波是低频的半正弦波,在此处我们就不考虑趋肤效应了。选用单根的漆包线就可以了。

常用的几个公式:

LI=NΔBAe

L:电感量,I:电流,N:匝数,ΔB:磁感应强度变化量,Ae:磁芯截面积

L=N×N×Al

Al:电感系数

H=0.4×3.14×N×I/Le

H:磁场强度,Le:磁路长度

 

2010/07/20 14:13:34
9
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

继续。。。。。

计算磁芯大小的方法有几种,最常用的就是AP法,但实际上,因为磁粉芯的磁导率随磁场强度变化较大,计算经常需要迭代重复。另外,因为磁环的规格相对比较少。我们就不用AP法计算了。而是直接拿磁芯参数过来计算,几次就可以得到需要的磁芯了。经验越丰富,计算就越快了。

适合用来做PFC电感的磁粉芯主要有三类:铁镍钼(MPP)、铁镍50(高磁通)、铁硅铝(FeSiAl)。其中,铁镍钼粉芯的饱和点大概在B=0.6附近。而后两者都可以达到1以上。

此处,我们选用某国产的铁硅铝粉芯,下面是该粉芯的一些特性曲线图:

   

从图上可以看见,当磁场强度上升的时候,磁导率在下降。那么电感量也就会下降。所以,我们希望电感量在承受直流偏磁时不要跌落的太多,那么设计所选择的磁场强度就不能太高。我们选用初始磁导率μ0=60的铁硅铝粉芯,那么可以从图中看到,当磁场强度为100Oe时,磁导率还有原来的42%,而当磁场强度为100Oe时,磁感应强度为0.5T,远未到饱和点。我们就把设计最大磁场强度定为100Oe。

那么根据

L=N×N×Al

H=0.4×3.14×N×I/Le

我们得到的限制条件是:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

由于100Oe时,磁导率只有初始值的42%,所以我们要对上式中的Al乘上这个系数。那么带入相关的参数L=709uH,I=11.94A,我们有:

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

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的单位是:cm,Al的单位是:H/(N×N)

现在,我们可以把磁芯参数带入计算了。
选择一个:

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

显然磁芯不合适,再选择一个更大的:

A60-640,Le=16.4cm,Al=144nH/(N×N),Ae=3.53平方厘米,计算得到:99<100,不等式满足。磁芯选定。

然后,根据99=0.4×3.14×N×I/Le计算得到N=108圈

有时,选择不到合适的单个磁芯,可以选择两个磁芯叠加起来使用。

2010/07/21 11:45:25
18
qinzutaim[版主]
电源币:1792 | 积分:142 主题帖:38 | 回复帖:3861
LV11
统帅

对楼主的“

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

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的单位是:cm,Al的单位是:nH/(N×N)

现在,我们可以把磁芯参数带入计算了。
选择一个:

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

对于得数115看不明白,怎么算出来的,能不能讲解一下?

2010/07/21 12:02:17
19
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
就是0.616/(14.3×SQRT(140E-9))=115
2010/07/21 12:04:17
20
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

哦,我应该把Al的单位改成H/N^2

这就改。

2010/08/12 12:18:54
102
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

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

0.616/(Le×SQRT(Al))<100

楼主,这个里头的值,Al单位是H/N^2(等于是Al在乘以一个10-9),Le单位为cm。

化简后的值,为什么和我化简后的值不一样,我经过反复计算,得到的是:

0.00205/(Le×SQRT(Al))<100,是我计算出错了,还是中间哪里还要注意。

2010/08/12 13:04:31
103
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
可不可以把你简化过程的细节贴上来?
2010/08/12 13:40:39
104
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

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  这里10-6单位变成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

和您的结果比起来,还是有点区别差了1000倍,这里,Al的单位是uH/N^2 。

是不是还有错误?

2010/08/12 14:00:10
105
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

709E-6的意思是,709X10-6,怎么后来变成了7096??

这就是问题所在了。

2010/08/12 14:09:11
106
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长
不好意思... 没看清,我再算次,等等在把原来的改了 谢谢
2010/08/12 14:48:13
107
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长
您稍微再看看我上头改动的,是不是还有哪里有问题,谢谢哈
2010/08/12 14:53:19
108
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

应该是你的AL的单位造成的问题。你细细想想,用什么单位需要乘以10的多少次方,别搞混了。

2010/08/12 15:34:59
109
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

看清楚了 ,您的单位是没有换算,直接得到,也就是说,您那里头的Al单位是:H/N^2,而我这个答案的Al单位是:uH/N^2  如果是这样,那应该就没错了

谢谢!

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

 

2010/08/11 12:32:03
99
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

限制条件:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

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

这里的“L”带入到公式后变成“709E-6”   “E”表示的是什么呢?为什么减去6了?这个有点不理解,希望说明下,谢谢!

这里头L=N×N×Al 和这个公式里头的L不是同一个值吗?能稍微介绍介绍吗?再次谢谢!!

2010/08/11 12:44:03
100
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
表示×10的多少次方。E-6,表示乘以10的负6次方。
2010/08/11 12:49:39
101
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长
明白了,原来这个意思,我还想老半天。。。
2010/08/26 17:07:06
128
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

再请教好版主,根据第此方法计算下的匝数为108,重新计算出电感L=108*108*144=1.6mH,与709uH相差一倍多,为什么?

另外,比如我想选择一个200uH的工作于DCM/CRM的PFC电感,如何计算选择磁性参数? 指导一下步骤或者看那些资料?多谢。

2010/08/26 17:14:50
129
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

我不知道你前面怎么计算的。直接这么来一个结果,我看不懂哦。

DCM/CRM的PFC电感,建议你看看L6561/L6562的应用文档,里面会有设计方法的。

2010/08/26 18:01:54
130
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

“A60-640,Le=16.4cm,Al=144nH/(N×N),Ae=3.53平方厘米,计算得到:99<100,不等式满足。磁芯选定。然后,根据99=0.4×3.14×N×I/Le计算得到N=108圈”

应用你第9贴的计算值如上:N=108圈,如果代入L=N×N×Al =1.6mH,非709uH,就是这点不是很理解。

另外第二个问题,可能是我表达的不清楚,其实我是想知道,如果电感量已经计算出来了,用什么通用的方法或者步骤选择磁芯等?顺序推到只有AP法吗?计算出AP值,然后再查资料估算吗?

2010/08/26 18:42:52
131
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

上面的709uH是要求的最小值。你Al这个值,是在直流电流等于零的时候的数据。假如电感中有电流,那么对于磁粉芯来说,u值会下降,AL值也就下降了。那么电感量就没有那么大了。我们的设计就是要满足最大负载电流的时候,电感量还是能大于709uH。

第二个问题。可以用AP法选磁芯啊。其实我都不算AP值的。就那么几个规格,拿出来几次计算就知道用多大的磁环了。

2011/11/18 10:52:05
375
fastlyphils
电源币:10 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵

这就是说这个PFC电感送给供应商去加工时,规定电感量应该在1.6mH以上,个人感觉做500W功率,电感量1.6mH以上太大了。

2010/08/30 20:37:23
138
卢佳
电源币:26 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:17
LV3
排长
当磁场强度为100Oe时,磁导率还有原来的42%, 我怎么没看出来呀,是哪条呀?
2010/09/10 09:07:47
151
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
看图呀
2010/09/02 08:18:19
145
pudafu1
电源币:12 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:67
LV4
连长

这贴一定要顶!

 

2010/10/15 21:44:48
180
renxuebei
电源币:0 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:6
LV3
排长
请问把两个磁芯叠加起来使用以后,AL值是不是要乘以2呢?谢谢
2010/10/18 11:20:29
181
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
当然啦!
2013/03/16 16:35:22
469
tinge
电源币:2 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:53
LV4
连长
根据美磁提供的计算软件表明不是X2的,比2倍小。但美磁没有说明磁芯数量和AL的关系。
2011/04/22 17:31:02
299
meizhujob
电源币:23 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:10
LV4
连长

请问:两个叠加一块,会改变什么参数呢?

2011/04/22 17:47:36
300
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
AE增加一倍,那么电感系数也增加一倍。但是磁路长度不变。
2011/05/31 21:39:36
321
H-power
电源币:8 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:375
LV8
师长
电感系数是指的什么?
2011/06/01 12:58:42
322
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
磁芯的一个参数。
2011/05/31 17:20:17
319
evdi
电源币:0 | 积分:0 主题帖:24 | 回复帖:245
LV6
团长

这样的做法,对于同磁导率u是正确的,但是对于不同磁导率u之间的比较结果是相反的

你结合60u和125u来试试,肯定是125u的结果比60u的小,实际应用中恰恰相反

2011/06/01 12:59:08
323
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
请详细说明,谢谢!
2011/06/01 13:39:48
324
javike[荣誉版主]
电源币:2931 | 积分:67 主题帖:179 | 回复帖:3103
LV12
元帅

我也不理解……期待解说

2011/05/31 19:32:59
320
evdi
电源币:0 | 积分:0 主题帖:24 | 回复帖:245
LV6
团长

 

2013/01/11 22:04:07
434
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
好详细!
2013/04/08 09:20:51
475
liujianguo
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:16
LV2
班长
不错,在分析详细点~
2010/07/20 17:11:07
10
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

  

假如我们选择另一种材质的磁芯,选择磁导率在直流磁场下衰落比较小的高磁通粉芯,我们来看看计算结果如何。

我们选用初始磁导率μ0=60的FeNi50粉芯,那么可以从图中看到,当磁场强度为100Oe时,磁导率还有原来的65%,而当磁场强度为100Oe时,磁感应强度为0.65T,远未到饱和点。我们可以设计最大磁场强度定为100Oe。

那么根据

L=N×N×Al

H=0.4×3.14×N×I/Le

我们得到的限制条件是:0.4×3.14×SQRT(L/Al)×I/Le<100

由于100Oe时,磁导率只有初始值的65%,所以我们要对上式中的Al乘上这个系数。那么带入相关的参数L=709uH,I=11.94A,我们有:

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

0.495/(Le×SQRT(Al))<100

注意:上式中,Le的单位是:cm,Al的单位是:H/(N×N)

现在,我们可以把磁芯参数带入计算了。
选择一个:

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

显然这个磁芯是可以的。

然后,根据92.5=0.4×3.14×N×I/Le计算得到N=88圈

2010/10/08 17:22:54
172
my8567
电源币:0 | 积分:0 主题帖:7 | 回复帖:39
LV4
连长

辛苦了,顶下

2013/01/11 22:04:57
435
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
2010/07/20 17:57:00
12
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

假如用铁氧体磁芯来设计PFC升压电感呢?因为铁氧体的规格众多,所以,这时候用AP法来初步计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是工作磁感应强度最大值,Ko是窗口利用率,取0.75,Kj是电流密度,取的是5A/平方毫米,后面^1.14表示1.14次方。此公式见蔡宣三的《开关电源设计》一书。

经过选择,我们可以选择某公司EE55B铁氧体磁芯:Ae=4.22cm^2,Aw=3.85cm^2

4.22×3.85=16.25>15

所以可以选择此磁芯。

然后,根据LI=NΔBAe,

709E-6×11.94=N×0.25×4.22E-4

N=80,

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

这个时候,如果像像上面这样窗口裕量比较大的情况下,可以适当多绕些匝数,依然通过调节气隙的方法,把电感量调节到709uH左右。可以降低工作的磁感应强度,对于抗饱和有帮助。

用铁氧体磁芯来制作PFC电感,还有一个地方需要留意的是,在开气隙的附近由于漏磁,铜损会比较大,所以对于EE型的磁芯,垫气隙可以将气隙分成两部分,比磨掉中柱的那样好,因为将气隙分散,可以减少漏磁。

2010/07/26 22:10:06
49
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

请教版主:

有这么多种电感可供选择,那种更优呢?

2010/07/26 23:35:27
50
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
在电源设计中,几乎可以说,没有最优方案。只有可以接受的方案。不同的方案侧重点不同。
2012/04/04 19:44:16
393
pzx200
电源币:225 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:113
LV5
营长

赞同  不过你这个很好 

2010/10/21 19:52:26
182
万元户
电源币:0 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:15
LV2
班长
好好学习!谢谢!
2010/10/29 14:07:16
187
ruohan
电源币:48 | 积分:11 主题帖:52 | 回复帖:1354
LV9
军长
有 个问题,就是为什么用铁氧体来做PFC电感的时候,就没有考虑到电流对U值的影响呢,而用静态的状况下来求匝数呢,
2010/10/29 15:04:36
188
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
用铁氧体做PFC电感,肯定是需要加气隙的。而加了气隙后,电感在正常的工作范围内,电感量主要是受气隙大小影响,基本是不随电感电流的变化而变化。故而不用考虑电流对u值的影响。
2011/04/27 20:35:27
301
tdx86103200
电源币:5 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:21
LV4
连长
用铁氧体磁芯来制作PFC电感,还有一个地方需要留意的是,在开气隙的附近由于漏磁,铜损会比较大,所以对于EE型的磁芯,垫气隙可以将气隙分成两部分,比磨掉中柱的那样好,因为将气隙分散,可以减少漏磁。--------无私的版主你好!~ 我今天才进入这个论坛的,现一直在元器件公司做变压器与电感器的,想学习下电源设计这块,自己也自学了1年了,就上面你的这个观点,我以前一直认为CORE中柱开GAP有利于EMI,两边开GAP会减少LK,如何理解啊,可以详细地告诉我一下吗? 谢谢啦.
2011/04/28 08:52:39
302
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

"CORE中柱开GAP有利于EMI,两边开GAP会减少LK"。这句话是对的。

我上面的观点说,垫气隙好,是从降低铜损、提高效率的角度而言。

中柱开气隙,漏磁靠外面的线圈屏蔽,所以EMI会好一些。但是损耗也大。

2011/04/29 15:21:31
304
tdx86103200
电源币:5 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:21
LV4
连长

谢谢楼主.这个明白啦.

2012/04/04 19:46:59
394
pzx200
电源币:225 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:113
LV5
营长
不理解,但是很受益
2011/05/30 08:35:11
313
redchicken
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:20
LV3
排长

版主:

     你好!

      我最近一直在学习你的佳作,上贴中提到“开气隙的附近由于漏磁,铜损会比较大”我不明白为什么漏磁会影响铜损?

2011/05/30 09:48:11
314
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
泄漏的交变磁场会在铜线里产生涡流损耗。
2011/05/30 11:46:15
315
redchicken
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:20
LV3
排长

明白

多谢版主!

2012/05/21 15:13:42
402
xsaqs
电源币:0 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:120
LV5
营长
Good!顶!
2011/08/02 10:07:23
352
ingunous
电源币:8 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:19
LV2
班长

AP=(L×I×I×100)/(B×Ko×Kj))^1.14

应该是

AP=(L×I×I×10000)/(B×Ko×Kj))^1.14吧

2012/04/12 18:01:44
398
namin
电源币:147 | 积分:0 主题帖:108 | 回复帖:247
LV7
旅长

请问垫气隙一般是在中柱还是边柱垫呢?

谢谢

2012/11/24 11:16:02
420
caijeans
电源币:0 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:12
LV2
班长
好版主,请看下这个AP算法的公式跟您的出来差很多呀

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

Ui-min是最小输入电压,Ii-max是最大输入电流有效值,K取0.2,Kw窗口利用系数取0.45,J电流密度,B为最大磁感应强度

具体内容看附件吧,求好版主解答,最近在做这个,磁芯不会选

2012/12/11 16:50:17
422
schwarzenggar
电源币:13 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:7
LV2
班长

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

你好 请问这个窗口面积从哪得来的  搞不懂啊~~~~

 

2013/10/22 03:11:23
488
154545169qq
电源币:41 | 积分:4 主题帖:28 | 回复帖:177
LV7
旅长

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

根据你的质料4.22X3.85=16.25>14

根据LI=N△BAe

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

N=  80

354UH根据前面公式

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

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

那么这个磁芯也是可以的吗?只需要散热做好点就没问题吗?

线采用1.8MM 根据你的计算80X1.8X1.8/100=2.592^2<

这个电感可以正常使用吗?

我用我平常用的土办法算了下冒似 刚好绕下80匝 最后一层很靠近磁芯了

不知道怎么样没做过的东西没把握 请好老师帮忙看下有 没有问题

2015/11/30 17:20:06
499
zcl0523
电源币:5 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:14
LV2
班长
算圈数的时候为什么不用DeltaI 而用峰值电流来算呢
2017/11/29 10:02:25
503
snty
电源币:0 | 积分:2 主题帖:7 | 回复帖:16
LV4
连长

楼主,你好,我现在用英飞凌的 ICE2PCS01  连续模式的做300W 的PFC ,输入90--264vac,输出400V ,选PQ3230  ,现在算得的感量在1.2mH,匝数将近160圈,那我这个时候的气隙就要磨到10 多毫米了,然后我按照你的方法,算得的匝数也在140圈左右,一直没想明白,麻烦指点一下,非常感谢。

下面是英飞凌的规格书与设计指导

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

2020/04/27 11:58:54
507
andyxly
电源币:0 | 积分:0 主题帖:13 | 回复帖:43
LV4
连长
楼主,你这个算法正确吗?600W的PFC,居然要用到EE55,感觉不太对啊。磁芯太大了。
2020/04/27 13:42:15
508
andyxly
电源币:0 | 积分:0 主题帖:13 | 回复帖:43
LV4
连长
而且,EE55B的Ap应该是13.674,Ae是3.54,Aw是3.86。楼主的数据是从哪里来的。
2010/08/09 16:26:00
96
basic
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:10
LV3
排长

我记得您的好哈这个

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米 这里的SQRT是开平方吧? 我刚看,以为是一个常数值,不好意思,来确认下

2010/08/09 17:06:38
98
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
是的,开平方。这里没法输入根号,只要好这样啦。
2013/10/22 03:28:51
489
154545169qq
电源币:41 | 积分:4 主题帖:28 | 回复帖:177
LV7
旅长

晕哦,搞得我到处看质料,才知道是平方根,弄得我几个星期了才明白过来,我这的人都牛问他们这个符号什么意思都不明白,不知道这些中学生怎么读的书,今天才算出来这个数 是1.343393421 好老师取的大数 1.4

这 电脑还需要大大的改进  不能输符号 弄得我这小学生整天一头雾水

2010/08/29 16:10:17
133
haosan
电源币:130 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:199
LV5
营长
谢谢,看了你的帖子,我又明白很多了.
2010/10/10 20:46:47
173
天地人间
电源币:254 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵

楼上的很好,但有些问题想请教一下,

升压电感怎样计算铜损和铁损?怎样减少电感的损耗?

希望赐教。

2010/10/11 09:58:09
174
让你记得我的好
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LV10
司令

铜损,你需要先计算升压电感的电流RMS值,然后再有线圈电阻就可以了。

铁损,比较复杂,主要依据是根据厂家提供的磁芯材质的数据来计算。

2011/06/02 23:15:14
332
mjun
电源币:123 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:224
LV7
旅长
顶!!!好东东!!!
2013/08/27 10:22:57
485
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长
好贴,顶
2011/11/18 14:22:10
376
sengor
电源币:51 | 积分:0 主题帖:19 | 回复帖:57
LV4
连长
你好!请教最后一个公式是哪里来的,我所了解的公式是H*Le=N*I,那前面的那个0.4*PI是哪里来的!
2013/08/23 23:21:45
483
xuehao
电源币:5 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵

之前我也一直纳闷这个0.4*PI 怎么来的,终于搞明白了。磁学计量中有两套单位,即MKS(米-千克-秒)和CGS(厘米-克-秒),版主用的是后者。

磁场强度H的公式为:H*Le=N*I,H=N*I/Le,单位为A/m,两套单位之间的换算关系为:1A/m=4*PI*10-3 Oe(奥斯特),

即H=N*I/Le(A/m)=N*I/Le*4*PI*10-3 (Oe) 此时,Le的单位是m。

若将Le的单位转换为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
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:33
LV4
连长

2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米这个数据怎么算出来的都不是这个得数。

2010/07/21 02:21:16
13
52football
电源币:120 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:199
LV5
营长
不错,继续。。。。
2010/07/21 09:59:22
15
xuanya
电源币:0 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:11
LV3
排长

6,那么输入电感电流最大峰值为:ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

这个地方是不是应该用平均电流算,你用的是有效值

2010/07/21 10:23:46
16
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

不管是用有效值计算还是用平均值计算,这一步的目的是想得到电感电流的瞬间最大值。这个值是个瞬时值,不存在是有效值还是平均值的问题。

只不过我前面的一些参数都是用有效值计算得到了,那么这个地方使用了前面的计算结果。如果用平均值来计算也可以,只不过,你需要重新计算平均值,并且要算出,在平均值上乘以什么系数来得到峰值。

这是我个人的理解。

2010/07/27 18:19:39
51
szljq88
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:15
LV2
班长
好东西,学习了
2010/07/31 10:23:40
66
lzg19850907
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵

电容要取这么大啊

2010/07/31 16:35:07
68
雪山无痕
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LV9
军长
第一贴是输出功率按照500W设计,后面的计算咋么变成600W了?
2010/08/29 16:16:43
134
haosan
电源币:130 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:199
LV5
营长
500W除以转换效率啊,变换过程中有损耗的.
2010/08/05 22:15:22
86
zgthsx
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:17
LV2
班长

一些公式是怎么来的啊 能不能推导一下啊  这样看起来也太突然 或者有什么出处啊  介绍下

2010/08/07 13:29:41
90
liuzucheng
电源币:28 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:36
LV3
排长

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
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
PFC的输出电容。
2013/05/01 22:15:16
477
xuehao
电源币:5 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:4
LV1
士兵

输出电容太大了吧?按10ms的HOLD时间算下来C的理论值200UF啊,按下边的公式:

 ?*C [4002-(265*1.414)2]=600*10*1/103,麻烦各位大侠指点,谢谢!

2010/08/13 09:37:01
110
lianrfu
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:14
LV2
班长
学习
2010/08/19 14:23:56
115
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

好版主,

Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH 这个公式是怎么来的?

根据dV=Ldi/dt,如果从输出端计算应该为(Vout-Vin)*Toff/(f*Ihf)

从输出端计算应该为:Vin*Ton/(f*Ihf)

另外我还有一个疑问就是PFC boost的输入其实是正弦电压,即从零到 Vinmax,计算时为什么用了个平均值?这个计算下的结果会有哪些方面的偏差?设计时应该如何考虑?

2010/08/19 14:38:27
116
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

Lmin是根据电感上的纹波电流来计算的。

这个公式的来源,是INFINEON的ICE1PCS01和ST的L4981两个IC 的设计资料里的一个或者二者结合起来后总结的。

你可以先看一下这两个IC的应用文档。如果还有疑问,我们再一起讨论,好不好?

2010/08/19 15:14:10
117
lingqidian
电源币:0 | 积分:0 主题帖:29 | 回复帖:40
LV4
连长

公式的推导资料我找到了,L4981的应用文档中有,我先看一下,有问题再向好版主请教。再次感谢!

2010/08/23 14:09:00
119
戎马书生
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LV4
连长

看到在Champion  CM6802 CCM PFC aplication中的计算如下:

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

其中Uin用最大电压计算=265*1.414,即保证最高输入电压下电流可以连续

因为CCM Boost 中,Uout=Uin/(1-D),

所以上式可以等效成L=Uin*D/(f*Ihf)

疑问:L4981应用公式中的0.25*Uout是怎么来的?

感谢楼主解答!

2013/07/12 19:27:23
480
zhck
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:28
LV3
排长
根据XC=1/(2πfc)  I=Uc/Xc  不过我不明白0.25这系数是怎么来的。我个人认为是这样推出来的
2010/08/25 20:06:52
125
Xiu_CC
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:2
LV1
士兵

有以下疑惑,

文中所述“

3,输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

4,那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A

为何不是先将最小输入交流电压85V换算成直流有效值,即Urms=85V*1.414=120V,然后再求输入电流有效值,即Pin/Urms=5.43A.

以上请指教,多谢。

2010/08/26 00:14:26
127
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
这是PFC电路,整流桥滤波后进入boost变换器之前没有大电解滤波的。
2012/05/21 15:17:41
403
xsaqs
电源币:0 | 积分:0 主题帖:8 | 回复帖:120
LV5
营长
85V就是有效值,120V是峰值。
2012/12/07 17:11:55
421
tangchaobao
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:33
LV4
连长

怎么来的,有规定吗?

2010/08/30 19:29:15
135
卢佳
电源币:26 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:17
LV3
排长
高频纹波电流取输入电流峰值的20% ,这是规定的吗??
2010/08/30 19:40:43
136
卢佳
电源币:26 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:17
LV3
排长
那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)  这个0.25是什么呀??
2010/08/30 19:51:25
137
让你记得我的好
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LV10
司令
公式的推导过程和出处,可以参考ICE1PCS01和L4981的设计文档。
2010/09/01 10:00:41
141
jianghaike
电源币:10 | 积分:0 主题帖:10 | 回复帖:46
LV4
连长
兄弟 刚才看到 你这个滤波电容用的也太大了吧
2010/09/01 10:23:10
142
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
因为我的这个电路后级对hold up时间要求很高。只好把电容容量加大了。
2010/09/27 14:26:37
167
nedved111
电源币:0 | 积分:0 主题帖:26 | 回复帖:273
LV6
团长
输出电容确实选的很大。
2010/10/04 16:44:53
169
holyfaith
电源币:132 | 积分:0 主题帖:32 | 回复帖:380
LV8
师长
电容比计算值多那么多?3倍了
2010/10/08 08:42:14
170
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
这里的计算值是按照纹波来计算的。实际使用的时候,还有一个限制条件是hold up时间,如果hold up时间要求比较长,那么输出电容就必须大。
2010/11/30 22:17:37
206
chudong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:12
LV2
班长

上述的几条中5~8的计算根据不是很清楚,不知道能不能讲的详细一些?谢谢!

2011/02/18 10:48:55
218
crazy-疯狂
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:48
LV4
连长
顶 
2011/03/23 13:42:39
241
qmhui
电源币:2 | 积分:5 主题帖:0 | 回复帖:31
LV3
排长
1小时的学习,看完了收藏了,很久的帖子,真理永存,不忘回头顶一下记得你的好。
2011/05/04 15:33:15
305
sengor
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LV4
连长
这个公式怎么来的:Lmin-(0.25*uout)/(ihf*fs)
2011/05/15 18:57:00
306
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

Lmin是根据电感上的纹波电流来计算的。

这个公式的来源,是INFINEON的ICE1PCS01和ST的L4981两个IC 的设计资料里的一个或者二者结合起来后总结的。

2013/08/27 10:30:16
486
雪花梅花
电源币:81 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:333
LV6
团长
楼主好细心哦!顶一下
2011/05/30 21:19:37
317
evdi
电源币:0 | 积分:0 主题帖:24 | 回复帖:245
LV6
团长

我来解释下Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH中间0.25这个系数从何而来、

DeltaI=Vin*D/(fs*L),需要找出何时纹波电流最大

f,L,Vout是定值,假设Vin=x*Vout

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

so x=0.5 DeltaI有最大值,此时D=0.5

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

说实话,从数学观点上来说,以上推论完全正确,但只是一个参考值因为以上情况在实际中是不会出现的,Ihf是在最小输入电压即85Vac条件下得出的需要得到的最大纹波电流,而这时D是无法达到0.5的。

实际上,对于输入电压瞬时值达不到200V时,其最大电压时纹波最大,即在85Vac时

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

Lmin=(0.21*Uout)/(Ihf*fs) 当然L是越大越好,所以习惯上使用0.25作参考也是没有问题

2011/06/08 17:21:09
336
xiachangrong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长

本人现需设计一个大功率的CCM模式的功率因数校正电路。请协助计算一下相关的参数和元器件的选择。

已知参数:

输出功率6-8KW左右(后级的开关电源输出30V X 200A=6000W)

交流电源的频率fac——50Hz

最低交流电压有效值Umin——185Vac

最高交流电压有效值Umax——265Vac

输出直流电压Udc——400VDC

输出功率Pout——6000W

最差状况下满载效率η——92%

开关频率fs——100KHz

输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V

请问:

升压电感建议用什么材料,型号/规格是什么?

IGBT/MOS用什么型号?用几个管子,驱动IC用什么型号?

散热器最小得多小(本人用风冷散热)?

输出滤波电容因体积有限,本人打算只用四个450V/470U,另并2个630V/104电容。这样是否会引起电容升温过高或输出不稳定?

特别说明:本人设计的产品可能工作在比较差的环境。谢谢各位!

2011/06/08 22:01:51
337
H-power
电源币:8 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:375
LV8
师长
6KW 用4个450V/470U的电容是不是有点小呀?
2011/06/16 18:52:41
340
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
我也感觉电容太小了一点。
2011/06/16 19:52:58
341
javike[荣誉版主]
电源币:2931 | 积分:67 主题帖:179 | 回复帖:3103
LV12
元帅
6KW用470U的估计得10个以上吧?
2011/06/17 19:04:07
342
H-power
电源币:8 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:375
LV8
师长
估计得用12个哦
2011/07/06 22:30:08
345
xiachangrong
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:9
LV2
班长
我是做逆变式电焊机的,以前是没有加PFC电路 ,做6KW输出,我们一直都是用4个电容 ,可以正常工作 。我想再问一下,为什么需要这么大的电容,我的空间有限,加不了这么多,有别的方法吗?
2011/07/07 23:10:23
346
H-power
电源币:8 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:375
LV8
师长
逆变式电焊机没研究过,你那个不是应该概念的东西吧?
2011/07/07 23:10:59
347
H-power
电源币:8 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:375
LV8
师长
起码没要求纹波,而且电流不是持续的吧
2011/07/09 14:33:01
348
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

逆变焊机的话,这么大功率输出。不建议用单相输入来做。

建议用三相输入,无源PFC。

2013/03/16 16:49:19
470
tinge
电源币:2 | 积分:0 主题帖:3 | 回复帖:53
LV4
连长
6-8KW,估计要用三至四副EE55磁芯,这体积本来就很大。电容省了空间,后级的体积也必定需要加大。省不了多少。
2015/06/22 10:53:23
495
faikmc
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:44
LV3
排长

起码要3000u左右,也就6个470u

2011/07/11 16:34:18
349
hh123
电源币:0 | 积分:0 主题帖:2 | 回复帖:47
LV4
连长

其实大家一般都是按照输入电流峰值的20%为纹波电流来计算出电感量,但是有没有考虑过其实按照一定的电感量对于不同的输出电压,并不是最低输入电压的时候其纹波电流占得百分比最大。

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

通过求导,其实在Vin=sqrt(2)/3 *Vo时其纹波占此时平均电流比例最大。所以应该按此时带入计算

L=1.39mH 比709uH大了不少。

好版你说呢????????????????????????????????

2011/08/06 09:55:05
353
旅途
电源币:10 | 积分:0 主题帖:47 | 回复帖:149
LV6
团长

LZ我想请教如下问题:

问题1:

     公式5中“高频纹波电流取输入电流峰值的20%” 为什么是20%而不其它数据.

问题2:

  公式6中输入电感电流最大峰值ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

     公式中0.5是怎么来的.

问题3:

  公式7 升压电感最小Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

  公式中 0.25 是怎样来得.

问题4:

   最后一点怎样跟据hold up time 算输出电容

 

 

2013/01/11 22:26:42
436
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅

经验值吧!

2011/08/17 17:56:51
355
meizhujob
电源币:23 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:10
LV4
连长
计算出最小电感量后,是电感量可以无限大么?若不是,如何确定最大电感量呢?谢谢!
2011/08/27 22:48:31
357
solmyr
电源币:0 | 积分:0 主题帖:21 | 回复帖:4
LV4
连长

谢谢楼主!

想请教楼主第7条:

7,那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

公式中的0.25指的是什么,感觉像Dmax?怎么得到的?

2012/02/02 14:04:59
384
hxh2011
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:16
LV2
班长

前面有详细介绍!

2013/01/11 22:28:50
437
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
占空比吧!
2011/08/28 10:58:27
359
wei520
电源币:2 | 积分:0 主题帖:84 | 回复帖:154
LV6
团长
精,学习了
2011/09/09 16:17:09
362
zhaoradio
电源币:10 | 积分:0 主题帖:54 | 回复帖:21
LV4
连长

楼主你好,我是新手,请问一计算出的最小电感是709,哪么电厂上限可以加大多大呢?怎么算?

 

2013/01/11 22:39:53
438
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
学习了!
2011/10/10 13:33:55
371
pzx200
电源币:225 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:113
LV5
营长

很经典

2012/05/28 10:58:36
406
flyclh
电源币:14 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:13
LV2
班长

非常感谢楼主的无私奉献,我会记着你好的!

2012/07/16 23:13:16
407
y412745757
电源币:1 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:9
LV2
班长

楼主,计算最小电感量时,0.25*Uout,那个0.25是哪里来的?占空比不是这么大吧?

2013/01/11 22:43:18
439
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
学习了!
2012/09/17 20:45:38
412
挥剑问情
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵

LZ,我在做ICE2PCS02,你能解释下电流环路是怎么设计的嘛,还有频率为什么选65KHZ,而不是70或者其他的

还有我搞不懂为什么误差放大器选的g选的是1ms和42us?能解释下吗,谢谢啦

2012/09/17 20:52:33
413
挥剑问情
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
LZ,能讲讲内部结构吗
2012/10/09 12:43:31
416
xdf276112303
电源币:0 | 积分:0 主题帖:6 | 回复帖:7
LV2
班长

7,那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

请问这里的0.25是低端输入时的占空比吗?

2013/01/11 22:44:43
440
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
应该是的!
2012/11/08 19:59:49
417
chris2000
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:1
LV1
士兵

写的好,用力顶~

2012/12/12 13:37:12
423
生到熟
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:101
LV4
连长
电源设计首先要考虑安全问题!
2013/01/11 20:34:22
425
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
学习了!
2013/03/16 10:30:54
468
liang099
电源币:71 | 积分:0 主题帖:16 | 回复帖:27
LV4
连长

4,那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A 

疑惑 IPP=2*pin/Vinmin/Dmax          这2个公式怎么等起来

2013/03/18 17:10:19
471
xd285070[版主]
电源币:70 | 积分:0 主题帖:30 | 回复帖:95
LV7
旅长

对于这些公式,第7的个有点疑惑

7,那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

那个0.25*Vout是怎么来的,一般不是Vdcmin*Dmax  ,Dmax=(Vout-Vdcmin)/Vout

我怎么算都算不出你公式的由来,望解答!

2013/05/31 17:28:48
478
andyxly
电源币:0 | 积分:0 主题帖:13 | 回复帖:43
LV4
连长

"高频纹波电流取输入电流峰值的20%"

我在其它资料上看到,这个纹波系统最好是取0.4,但是没有给出依据。请问你这个0.2是依据什么来的呢?

 

2013/11/21 12:59:37
490
brucec86
电源币:0 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
顶一个
2013/11/22 20:37:30
491
wqluck
电源币:1 | 积分:0 主题帖:1 | 回复帖:7
LV1
士兵
请问升压电感和输出电容选择的计算公式的依据是什么呢,我刚开始做PFC,求教!
2017/05/17 17:34:11
502
南方的星星
电源币:0 | 积分:3 主题帖:1 | 回复帖:1
LV1
士兵
楼主可以讲解一些那个电容的计算公式是怎么来的吗
2020/05/20 16:37:30
509
我就是帅小伙
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:3
LV1
士兵
您好,电感感量公式怎么来的
2010/07/20 08:50:03
5
peterchen0721
电源币:10 | 积分:0 主题帖:9 | 回复帖:354
LV8
师长
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
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
这个建议有道理。
2010/07/20 17:38:29
11
998lllll
电源币:0 | 积分:0 主题帖:57 | 回复帖:551
LV8
师长
好贴,顶楼主!!
2013/01/11 22:46:14
441
Constance[版主]
电源币:2498 | 积分:86 主题帖:107 | 回复帖:1599
LV11
统帅
学习了!
2010/07/21 09:15:33
14
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

接下来的设计是控制电路
应用于CCM模式的控制IC非常多,控制模式也比较多,有平均电流型,也有峰值电流型。根据经验,峰值电流型的对噪声比较敏感,更多可供选择的则是平均电流型的IC。最出名的估计就是UC3854系列了,但我个人更喜欢L4981系列的,因为L4981的外围功能更丰富,工作更安全可靠。最近几年还出现了不需要采集前级半正弦波的单周期控制方式的IC,最出名的就是infineon公司的ICE1PCS01/02系列(现在好像已经是升级到了ICE3系列了)和IR公司的IR1150。这两款IC,我个人更喜欢ICE系列的,因为IR1150是峰值电流型控制,而ICE系列是平均电流型控制。峰值电流型控制对抗噪能力偏差。由于单周期系列的控制IC外围电路极其简单,所以目前在中等功率的PFC应用场合使用非常广泛。总的来说,单周期的控制IC抗干扰能力比传统带乘法器的那类UC3854/L4981等还是差一些,哪怕是平均电流模式的单周期芯片,新出来的改进版的如何,我不了解。所以大功率场合还是建议采用传统的PFC控制IC。
本文中,我计划以ICE1PCS01为例,介绍一下它的控制电路设计。具体而详细的设计方法,还是请参阅infineon公司提供的相关技术文档。我在此处,只是把相关具体的设计提取出来,作一个简化,并按照我们上面的设计指标要求来具体计算一下。

先贴出电路原理图:

 

实际应用的时候,我觉得应该在整流桥后面的直流母线上加一个CBB的高频滤波电容Cin。

2010/07/21 10:29:20
17
让你记得我的好
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LV10
司令

计算如下:

1,输入高频滤波电容Cin的计算

 

Kr是电流纹波系数,r是电压纹波系数,通常取0.02~0.08

我们在此处把 Kr=0.20,Iinrmsmax=7.67A,fs=65KHz,r=0.05,Umin=85V代入得到Cin>=884nF,实际Cin可以取值1uF,Cin值不可太大,太大了会造成电流波形畸变。具体的值可以在调试的时候再作些调整。

2,频率设定电阻Rfreq可以从ICE1PCS01的设计资料里查图得到,65K的开关频率,对应的Rfreq约为68K。

3,Rsense电阻计算

Rsense<=0.66/ILpk=0.66/11.94=0.055欧,实际取三只0.15欧/3W的无感电阻并联。

4,R3的数值令我苦恼,计算方法是,IC的ISENSE脚电流应该限制在1mA。当开机时,由于有大的冲击电流,假设冲击电流为30A,那么在电流采样电阻RSENSE上瞬间可以产生1.5V的电压,那么R3的数值应该为1.5K。但是infineon的设计资料建议用220欧电阻。所以我有点不知所措了。不过,这里先暂时用220欧吧,设计用下来好像也没有出问题。

5,R1、R2是输出电压的采样分压电阻。由于ICE1PCS01的内部基准是5V,所以,我们这里R2取5.6K,R1取440K。

2010/07/21 12:12:16
21
让你记得我的好
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LV10
司令

下面开始电流环路和电压环路补偿的计算。先把infineon设计资料里面提到的几个设计常数贴出来:

  

C1用来滤除开关频率的电流纹波,计算如下:

 

fave是转折频率,必须远低于开关频率,这里取开关频率的1/5,那么代入参数后,可以得到:

C1>=1.6nF,实际取值为2.2nF。

电压环路框图

 

其中,

 

 

那个整个电压环路的闭环增益传递函数就是:

 

G1就是我们要设计的误差放大器的增益传递函数。那么我们首先要计算出开环传递函数:

 

我们将前面的设计参数带入上面的公式,得到:

85VAC输入,满载输出时:f23=0.5707Hz

265VAC输入,满载输出时:f23=0.5665Hz

而G4=R2/(R1+R2)=0.0125673

所以我们可以分别得到85VAC与265VAC满负载时的传递函数为:

 

2010/07/21 13:54:05
22
让你记得我的好
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LV10
司令

下一步,采用PSPICE仿真传递函数,首先建立一个新的PROJECT,选择模拟与混合电路仿真这项:

 

然后在原理图中放入ABM库中的拉普拉斯方程:

 

还要放入交流信号源VAC,零电位参考点。然后双击编辑相关参数,并放置网络标识符,便于观察信号波形:

  

设置仿真参数:

 

好了,可以开始仿真了。下面看结果。

2010/07/21 14:26:37
23
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

开环传递函数波特图:

绿色为85VAC时,红色为265VAC时

 

有了开环传递函数的波特图,我们就可以通过设置G1的参数,来进行环路补偿了。

先让我们再看一次G1的表达式:

 

 

对于PFC电路而言,闭环电压传递函数的带宽要小于20Hz。我们在这里考虑把交越频率设置在10Hz处。从仿真结果上可以看出,在10Hz处的开环增益是-12.65db,

因此G1在10Hz处需要提供12.65db的增益来进行补偿。

另外,G2*G3在f23处有个极点需要补偿掉,以对相位有个提升。我们可以用fcz来补偿f23,同时在40~70Hz处放置一个极点,来快速降低增益,抑制高频干扰,我们选择fcp=50Hz。

考虑到C2>>C3,且10Hz>>fcz,所以有:

 

解方程得到,C2=2.73uF。由于这不是一个常用值,故而我们选择C2=1uF,然后重新计算fcz:

 

根据:

 

求解,得到R4=100.7K,实际取值100K,再由:

 

可以算出C3=31.8nF,实际可以取值33nF。有了这些参数,我们可以给出G1的表达式了:

 

2010/07/21 16:10:32
24
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

现在我们可以在PSPICE中进行闭环传递函数的仿真了。

先打开原理图,把G1添加进去,如图:

 

然后设置好参数,开始仿真,看结果,还是绿色是85VAC的,红色是265VAC的:

 

2010/07/21 16:26:30
25
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

至此,采用ICE1PCS01的控制电路参数设计完成。

2010/07/21 18:37:36
26
998lllll
电源币:0 | 积分:0 主题帖:57 | 回复帖:551
LV8
师长
楼主能否谈谈三相电的APFC?
2010/07/21 18:47:07
27
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

咣!我感觉脑袋被红太狼的平底锅给砸了一下!

三相APFC是个很难的话题哦。

单开关的目前只能做成电流断续模式,和三相这种大功率供电方式有点不匹配。

多开关的控制起来很麻烦,最好用DSP来做,但是那个软件的算法我就不懂了。

2010/07/24 16:05:28
38
xy_k8299
电源币:32 | 积分:0 主题帖:7 | 回复帖:270
LV6
团长

好贴,图文并茂,还附上了传递函数和部分仿真。

顶了。

2013/06/25 14:31:55
479
蓝图
电源币:11 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:73
LV4
连长
楼主,太有趣了。精华帖 顶起
2010/12/10 11:11:36
208
gaoranzxz
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:31
LV4
连长
看了半天 怎么没有提到电流环的设计?光讲电压环了?
2010/07/22 10:32:36
28
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

从波特图上可以看出:

1,增益为零的时候,看相移有多少,理论上是要求不能超过180度,实际上还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,那么就是说,相移不能超过180-45=135度。我们看到,在这个图中,在增益为零的时候,相移不超过120度。而且在整个增益大于零的情况下,相移都不超过120度,相位裕度都在60度以上。

2,相移在180度的时候,增益已经跌落到-100db以下了。

3,在0Hz附近,增益达到了50db,那么就是说,输出电压的直流精度误差会很小了。

2010/07/22 19:50:24
29
yuyan
电源币:0 | 积分:0 主题帖:251 | 回复帖:1228
LV9
军长
学习了
2010/07/22 21:34:03
30
yuyan
电源币:0 | 积分:0 主题帖:251 | 回复帖:1228
LV9
军长

请教一下楼主?

1。请教磁场强度H(Oe)与直流磁场强度H(Oe)概念有什么不同?

2。两个磁环叠绕,总AE是不是单个AE的两倍?

2010/07/22 22:53:14
31
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

1,没有不同,不存在是不是直流。

2,是的。

2010/07/23 18:15:57
32
电源网-娜娜姐
电源币:457 | 积分:207 主题帖:293 | 回复帖:1807
LV10
司令
好贴,辛苦好斑竹~~~~~~~~~~~
2010/07/23 19:04:18
33
yuyan
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LV9
军长

再请教一下楼主,  为什么L4981的外围功能比UC3854更丰富,工作更安全可靠?

能不能解释具体些,先谢了。

2010/07/23 19:18:04
34
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令

L4981比UC3854多了几个功能:

1,独立的输出过压保护功能,我做PFC电路,最怕的就是反馈没有搞好,一开机输出电压过冲很高,然后把后面的电解电容点冒烟或直接爆掉。你说这个功能重要不重要,好不好?

2,负载前馈,让IC对负载的变化响应更快点。

3,变频技术。可以让L4981在正弦波的不同位置上作频率微调,降低电感的纹波电流。不过此功能只有L4981B有。

4,可编程的UVLO保护功能。

其他的功能也就罢了,第一个功能真是太重要了。

2010/07/25 22:46:08
44
cardiopathy
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:34
LV3
排长
IR1150确实不行~容易受干扰
2010/07/28 15:35:25
57
让你记得我的好
电源币:1750 | 积分:0 主题帖:23 | 回复帖:1133
LV10
司令
嗯,这样一来,对PCB布线要求很高的。
2012/04/04 20:07:57
395
pzx200
电源币:225 | 积分:0 主题帖:5 | 回复帖:113
LV5
营长
我以后要天天来看贴,学习再学习
2010/08/09 09:52:59
94
bode
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LV9
军长

这贴绝对要顶~

居然用PSPICE做传递函数的仿真,太牛了~

我一直都用matlab才能做到,这回遇到高人了~~~

2010/07/29 19:35:02
59
gaoranzxz
电源币:0 | 积分:0 主题帖:11 | 回复帖:31
LV4
连长

控制理论学的太好了 居然传函和波特图都去研究 我最多也就用matlab仿仿 而且参数是试出来的 从来没有算过 也不会算

牛啊 我要好好学习

2010/07/31 18:14:43
70
超光速
电源币:0 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:39
LV3
排长
其实很简单,因为公式都是手册上的,只是做了下仿真。你也可以的。
2011/07/05 09:49:59
344
panjinsonggyc
电源币:287 | 积分:0 主题帖:4 | 回复帖:12
LV3
排长

我记住了你的好!顶个!

还有个问题想请教下!关于上面的两个公式G1(s)中将C2=1uF, 怎么变成: 

2010/08/07 17:57:54
91
lingqidian
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