此次数字化PFC电路采用的是Boost型的功率因数校正电路,电路工作于电流连续模式(CCM),采用的控制方式是平均电流控制。主电路元器件参数的选取和电感的设计很重要,如果设计不当,就会造成输入电流谐波大,输出电压不稳定,纹波过大等问题,甚至烧毁主电路元件。
3.1 电路设计目标
输入电压:50Hz AC 176~264V
输出电压:DC 400V
输出功率:600W
开关频率:50KHz
输入PF值:>0.98
效率:>90%
3.2 主电路设计
在工作效率正常的情况下,最大输入功率如式(3.1):
(3.1)
当输入电压最低,输入电流最大[ ],最大有效值如式(3.2):
(3.2)
则输入电流最大峰值如式(3.3):
(3.3)
输入电流的最大平均值如式(3.4):
(3.4)
3.2.1 输入电容的选取
输入端的电容主要用来滤除输入电压的高频噪音,减小输入电压纹波,取值应该比较小[ ]。本次设计中选取0.1uF ,630V的电解电容作为输入电容。
3.2.2 电感L的设计
在Boost型功率因数校正电路中,升压电感是必不可少的元件。电感器的设计和磁芯的选择是否得当,对于发挥电路的特性、效率和作用,得到满意的校正效果,是至关重要的。电感的设计应满足以下的条件:
(1) 在最大电流时,电感的磁芯不会饱和;
(2) 磁芯的选择要保证绕组线圈能够绕得下。
① 首先进行电感量大小的计算,在Boost变换器中,若电感器的电感量太
小,电流线性下降快,即在电感中能量释放完时,尚未达到MOSFET开关管重新导通的时刻,因而能量得不到及时的补充,这样就出现了电流不连续的工作状态[ ]。但如果电感量太大,将使电路的带载能力降低,也不利于电路的小型化,故需要计算确定电感量取值。
输入电压最小峰值如式(3.5):
(3.5)
开关的最大占空比如式(3.6):
(3.6)
纹波系数取0.3,纹波峰峰值如式(3.7):
(3.7)
电感电流峰值如式(3.8):
(3.8)
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