針對(duì)PFC電感的磁損計(jì)算
前面探討了計(jì)算磁芯損耗的Steinmetz和Bozorth模型.但在實(shí)際使用中,磁性元件大都受PWM或PFM激勵(lì),其脈寬及頻率可能不斷變化,這給用上述兩模型計(jì)算帶來(lái)一定困擾.
對(duì)于PFC電感,為了實(shí)現(xiàn)較高的PF,電感必將按照某種模型激勵(lì),并且這種激勵(lì)不是恒頻和恒脈寬的.

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對(duì)上圖所示的最簡(jiǎn)單的AC2DC Boost電路,通過(guò)一系列運(yùn)算并歸化,可得不同相角下磁密與最大磁密之比值在不同輸入電壓峰值時(shí)的公式如下:

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當(dāng)Vi=Vo/2時(shí),B有最大值Bmax,此時(shí)損耗也最大.
不同輸入電壓峰值下,平均損耗與最大損耗之關(guān)系如下:三條曲線表示在Steinmetz公式中不同B的指數(shù)對(duì)應(yīng)的曲線

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如此,查曲線可得在不同輸入電壓下的PFC電感損耗值.
上述方法為Micrometals給出的計(jì)算方法.在實(shí)際使用中,它僅適用于圖1所示的Boost結(jié)構(gòu),而對(duì)三相整流等其它應(yīng)用就不大適合了,而且查表也太麻煩.
在實(shí)際使用中,完全可按Steinmetz公式或Bozorth模型(如果用Micrometals磁芯的話),利用PFC原理,自己構(gòu)造出一系列的PWM或PFM波作為激勵(lì),采用積分方法,計(jì)算各個(gè)Cycle的損耗之和.
在使用這種方法時(shí),需要注意的是,PWM或PFM的頻率并不是公式中所用到的頻率,二者之間需作變換(將電流上升和下降時(shí)間分別按兩個(gè)方波頻率計(jì)算,具體方法可參考相應(yīng)論文).并對(duì)脈寬進(jìn)行一些約束.
本人使用此方法編制了相應(yīng)軟件,可實(shí)現(xiàn)PFC電感銅鐵損計(jì)算及參數(shù)最優(yōu)化.其結(jié)果受Tek TDS5000示波器中的功率測(cè)試軟件及Micrometals所示方法校核證明有效.