開關電源臨界模式下的PFC電感量推導
臨界模式PFC電感量計算真的非常簡單！
對于很多工程師來說開關電源PFC電感的計算比較懵，今天我對臨界模式下的PFC做了一下簡單的推導，我覺得比反激正激變壓器要更好更容易計算，也更好理解。
好了我們一起進入正題
我們要計算就得找切入點，我們都知道升壓PFC我們計算都是在最低輸入交流電壓下，電壓波峰時來計算。
磁通密度公式
下面我們再來證明第1點是否正確，對于第1點的證明稍微復雜一點，不過不要緊我們一步步來。
PFC的最低開關頻率實際上是由電感來決定的。
我們假設一個PFC開關電源輸入電壓Vin為Vac，在開關MOS VT1導通時，PFC升壓電感T兩端的電壓是Von，當開關MOS VT1關斷時電感T兩端的電壓是Voff，輸出電壓為Vo，波峰處的峰值電流為Ipk（關于在額定負載下Ipk只要輸入電壓固定了Ipk就固定了）。
1、在這個點（最低輸入電壓波峰處）計算既有特殊性（頻率最低）容易計算。
2、在這個點（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時候這樣算出來能保證整個范圍不飽和。
所以我們在最低輸入電壓下的波峰位置來計算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導過程的這2點，只要知道結構就行沒必要太糾結，直接在這個點計算電感量就好了。
我們下面開始計算PFC電感的電感量
首先計算出
Ipk，功率/電壓 乘以根號下2 就是工頻峰值電流
D，就是Boost的占空比一樣的方法
Ton
當然還有自己預設最低工作頻率fs_min
下面直接根據功率的公式，再引入電感量來列出公式
Pin=Vin_min*I
我們在I中引入電感的參數
由于是CRM模式所以工頻峰值電流剛好就是高頻峰值電流的一半
Ip=2*Ipk
Ipk=Ip/2
然后計算有效值電流
然后再根據功率計算公式
功率=有效值電壓*有效值電流
化簡得到
至此，臨界模式下的PFC電感量的計算公式已經出爐，如有錯誤的地方還請各位工程師及時指出。
對于很多工程師來說開關電源PFC電感的計算比較懵，今天我對臨界模式下的PFC做了一下簡單的推導，我覺得比反激正激變壓器要更好更容易計算，也更好理解。
好了我們一起進入正題
我們要計算就得找切入點，我們都知道升壓PFC我們計算都是在最低輸入交流電壓下，電壓波峰時來計算。
磁通密度公式
下面我們再來證明第1點是否正確，對于第1點的證明稍微復雜一點，不過不要緊我們一步步來。
PFC的最低開關頻率實際上是由電感來決定的。
我們假設一個PFC開關電源輸入電壓Vin為Vac，在開關MOS VT1導通時，PFC升壓電感T兩端的電壓是Von，當開關MOS VT1關斷時電感T兩端的電壓是Voff，輸出電壓為Vo，波峰處的峰值電流為Ipk（關于在額定負載下Ipk只要輸入電壓固定了Ipk就固定了）。
1、在這個點（最低輸入電壓波峰處）計算既有特殊性（頻率最低）容易計算。
2、在這個點（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時候這樣算出來能保證整個范圍不飽和。
所以我們在最低輸入電壓下的波峰位置來計算PFC電感是最方便的。
建議上面的推導過程的這2點，只要知道結構就行沒必要太糾結，直接在這個點計算電感量就好了。
我們下面開始計算PFC電感的電感量
首先計算出
Ipk，功率/電壓 乘以根號下2 就是工頻峰值電流
D，就是Boost的占空比一樣的方法
Ton
當然還有自己預設最低工作頻率fs_min
下面直接根據功率的公式，再引入電感量來列出公式
Pin=Vin_min*I
我們在I中引入電感的參數
由于是CRM模式所以工頻峰值電流剛好就是高頻峰值電流的一半
Ip=2*Ipk
Ipk=Ip/2
然后計算有效值電流
然后再根據功率計算公式
功率=有效值電壓*有效值電流
化簡得到
至此，臨界模式下的PFC電感量的計算公式已經出爐，如有錯誤的地方還請各位工程師及時指出。
聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容侵權或者其他違規問題，請聯系本站處理。
舉報投訴
-
開關電源
+關注
關注
6568文章
8769瀏覽量
498195
發布評論請先 登錄
相關推薦
熱點推薦
反激開關電源CCM和DCM模式波形分析
CCM (ContinuousConduction Mode)連續導通模式，即一個開關周期內，電感電流不會到0A。這些拓撲還可工作在BCM(Boundary Conduction Mode)臨
開關電源布局原則
盡可能多的線路電感影響，給內部IC線路一個更干凈的電壓源。開關電源一些設計需要使用前饋電容器從輸出端連接到反饋引腳，通常是為了穩定性的原因。在這種情況下，它的位置也應該盡量靠近IC。使用表貼電容還會減少
發表于 01-15 06:16
什么是常見的開關電源的PFC模塊與LLC模塊
直流電。它的工作方式非常“絲滑”。總結與關聯
在一個典型的開關電源系統中（例如電腦服務器電源、大功率充電器、電視電源等），PFC模塊和LLC模塊的協作流程如下：
交流輸入→ 整流橋 →
發表于 11-21 08:37
【「開關電源控制環路設計：Christophe Basso 的實戰秘籍」閱讀體驗】+讀后感
控制下的降壓變換器
電壓模式控制下的正激變換器
各種控制方案中的LLC變換器
閱讀這本書的過程中，我不僅學習到了很多專業知識，還掌握了一些實用的設計方法和技巧。它讓我對開關電源控制環路
發表于 08-12 18:24
【「開關電源控制環路設計：Christophe Basso 的實戰秘籍」閱讀體驗】+ 開篇
電源工程師研發筆記，
開關電源控制環路設計，
作者：克里斯多夫.巴索
譯者：文天祥王牡丹
機械工程出版社
環路控制介紹了功率變換器，
之前從維修的角度理解開關電源的原理，
通過這本書，從計算
發表于 08-03 14:33
精通開關電源設計筆記
/（ IL ×LμH）→IL ×LμH＝Et/r→LμH＝Et/（r* IL）都是由電感的電壓公式推導出來r選值一般0.4比較合適，具體見 P53電流紋波率r＝ΔI/ IL＝2IAC/IDC 在臨界導通
發表于 06-19 16:13
開關電源功率變換器拓撲與設計
詳細講解開關電源功率變換器的各種拓撲電路，通過實例詳細講解。
共分為12章，包括功率變換器的主要拓撲介紹和工程設計指南兩大部分內容。其中，拓撲部分主要包括正激、反激、對稱驅動橋式、隔離Boost
發表于 05-19 16:26
高輸出電流情況下，Buck電感電流是應該工作在連續模式還是臨界斷續模式？
？Buck電感的體積是由其電感值和峰值電流乘積決定。顯然電感電流的紋波Idelta大小決定電感值大小，紋波越小，電感值越大。假設Buck
發表于 05-18 13:50
基礎篇-開關電源的同步與非同步
同步開關電源和異步開關電源之前，我們首先來回顧一下傳統的開關電源，工作工程見下：
當Q1打開，Q2關閉，Vsw為高，IQ1增加，IQ2為零，電感
發表于 04-17 11:49
【開關電源】PFC電路的作用及其原理
作輔助電源，而且其輸出直流電壓紋波很小。
3.PFC電路基本結構和工作原理
3.1 容性負載對供電電壓以及電流的影響開關電源都是利用整流電路后的一個大電容進行濾波的，這使得電路的負載特性為容性，由于
發表于 04-09 11:35
如何為開關電源選擇合適的電感
行區分。大多數情況下，電感工作在“線性區”，此時電感值為一常數，不隨著端電壓與電流而變化。但是，開關電源存在一個不可忽視的問題，即電感的繞線
發表于 03-26 14:07
【開關電源四】電源拓撲之Cuk、Sepic、Zeta
導通和開關關斷階段的電流變化量是相等的，于是，針對左側電感L而言：部分內容截取......純分享貼，有需要完整版可以直接下載附件獲取資料！
（如果內容有幫助可以關注、點贊、評論支持一下
發表于 03-20 11:15
開關電源設計指南（完整版）
和電感設計、功率驅動電路、反饋補償參數的設計、保護電路。對減少開關電源損耗的先進技術，如同步整流技術、無損吸收電路、波形整形技術，也作了深入的介紹。另外，通過大量實例，介紹了開關電源的設計方法，還介紹
發表于 03-17 14:18
電源經典文檔-精通開關電源設計
損耗、PCB布線技術、三種主要拓撲電壓/電流模式下控制環穩定性以及開關電源電磁干擾(EMI)控制及測量的理論和實踐等。
（如果內容有幫助可以關注、點贊、評論支持一下哦~）
獲取完整文檔
發表于 03-17 14:15
開關電源的基本工作原理
實現 DC/AC、DC/DC 電壓變換，以及輸出電壓可調和自動穩壓。
開關電源一般有三種工作模式：頻率、脈沖寬度固定模式，頻率固定、脈沖寬度可變模式，頻率、脈沖寬度可變
發表于 03-10 17:01
工商網監
評論