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【原創(chuàng)】CRM模式PFC設(shè)計之一——電感的計算

對于小功率電源一般都采用臨界導(dǎo)通型(CRM)模式APFC,它出現(xiàn)在正弦波零跨越時,可以改變開關(guān)頻率且可以使開關(guān)頻率變得非常高,不過一般IC內(nèi)部都有對頻率上限進行限制,防止EMI測試無法通過。

CRM模式APFC原理圖:

 

 

 

全部回復(fù)(76)
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倒序查看
2011-05-09 20:39

下面具體講講CRM模式APFC的電感的計算:

條件:

輸入最低交流電壓電壓Vmin=85V,

輸入最高交流電壓電壓Vmax=265V,

輸入交流電源頻率Fac=50Hz,

輸出功率Pout=100W

輸出直流電壓Vout=390V

最低滿載效率η=92%

開關(guān)頻率f=100KHz

0
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2011-05-09 20:40
@javike
下面具體講講CRM模式APFC的電感的計算:條件:輸入最低交流電壓電壓Vmin=85V,輸入最高交流電壓電壓Vmax=265V,輸入交流電源頻率Fac=50Hz,輸出功率Pout=100W輸出直流電壓Vout=390V最低滿載效率η=92%開關(guān)頻率f=100KHz

計算步驟如下:

1. 先根據(jù)效率計算出最大輸入功率Pin-max=Pout/η=100/0.92=108.7W

2. 因為輸入電流的最大值出現(xiàn)在最低輸入交流電壓AC85V時,

所以,輸入電流最大有效值Iinrms-max=Pin/Vac=108.7/85=1.279A

即輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A

3. 開關(guān)周期為T=1/f=1/100000=10uS

4. 最高輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-h=T*(1-SQRT(2)*Vin-max/Vout)=10*(1-SQRT(2)*265/390)=0.39uS

1
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2011-05-09 20:40
@javike
計算步驟如下:1.先根據(jù)效率計算出最大輸入功率Pin-max=Pout/η=100/0.92=108.7W2.因為輸入電流的最大值出現(xiàn)在最低輸入交流電壓AC85V時,所以,輸入電流最大有效值Iinrms-max=Pin/Vac=108.7/85=1.279A即輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A3.開關(guān)周期為T=1/f=1/100000=10uS4.最高輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-h=T*(1-SQRT(2)*Vin-max/Vout)=10*(1-SQRT(2)*265/390)=0.39uS

5. 最低輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-l=Ton-h*(Vin-max/Vin-min)2=0.39*(265/85) 2=3.8uS

6. 升壓電感最小值Lmin=Vin*Ton-l/Iinrms-max=(85*3.8*10-6)/1.279*103=0.252mH

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2011-05-09 21:00
J版的帖子 小武必須要頂 哈哈
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一樣木
LV.1
6
2011-05-09 21:23
@javike
下面具體講講CRM模式APFC的電感的計算:條件:輸入最低交流電壓電壓Vmin=85V,輸入最高交流電壓電壓Vmax=265V,輸入交流電源頻率Fac=50Hz,輸出功率Pout=100W輸出直流電壓Vout=390V最低滿載效率η=92%開關(guān)頻率f=100KHz
開關(guān)頻率不是可變的嗎,怎么又說:開關(guān)頻率f=100KHz呢
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2011-05-09 21:26
@一樣木
開關(guān)頻率不是可變的嗎,怎么又說:開關(guān)頻率f=100KHz呢
開關(guān)頻率是會變,但也需要設(shè)置IC的工作頻率吧
0
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一樣木
LV.1
8
2011-05-09 21:36
@javike
開關(guān)頻率是會變,但也需要設(shè)置IC的工作頻率吧

這個是自己設(shè)置的還是通過計算得出的,假設(shè)按照你的參數(shù)最后計算出來的頻率會和給出來的一樣嗎?我不是很明白,因為我剛接觸這些東西,所以問的沒有深度

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2011-05-09 21:39
@一樣木
這個是自己設(shè)置的還是通過計算得出的,假設(shè)按照你的參數(shù)最后計算出來的頻率會和給出來的一樣嗎?我不是很明白,因為我剛接觸這些東西,所以問的沒有深度
IC需要設(shè)置一個頻率的
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川野
LV.7
10
2011-05-09 21:54
@電源網(wǎng)-源源
J版的帖子小武必須要頂哈哈

是啊,都是好貼,頂一下!!

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2011-05-10 11:04
@川野
是啊,都是好貼,頂一下?。?/span>

版主辛苦了!

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LV.1
12
2011-05-10 13:23
@javike
計算步驟如下:1.先根據(jù)效率計算出最大輸入功率Pin-max=Pout/η=100/0.92=108.7W2.因為輸入電流的最大值出現(xiàn)在最低輸入交流電壓AC85V時,所以,輸入電流最大有效值Iinrms-max=Pin/Vac=108.7/85=1.279A即輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A3.開關(guān)周期為T=1/f=1/100000=10uS4.最高輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-h=T*(1-SQRT(2)*Vin-max/Vout)=10*(1-SQRT(2)*265/390)=0.39uS

“輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A”

版主,為什么臨界的PFC,峰值電流=2*SQRT(2)*Iinrms-max而不是SQRT(2)*Iinrms-max?。?/span>

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2011-05-10 15:57
@
“輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A”版主,為什么臨界的PFC,峰值電流=2*SQRT(2)*Iinrms-max而不是SQRT(2)*Iinrms-max啊?

因為不能使工作進入DCM模式,當流超過2倍的有效峰值時就會進入DCM模式,這里取2倍的電流是對應(yīng)的最小電感量,也就是電感量在此基礎(chǔ)增加的話,電流就不會超過2倍了。

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LV.1
14
2011-05-10 17:33
@javike
因為不能使工作進入DCM模式,當流超過2倍的有效峰值時就會進入DCM模式,這里取2倍的電流是對應(yīng)的最小電感量,也就是電感量在此基礎(chǔ)增加的話,電流就不會超過2倍了。

“當流超過2倍的有效峰值時就會進入DCM模式”怎么理解?

我還以為CRM的IP就是SQRT(2)*IMAX呢。。

看見公式直接就出來2*SQRT(2)*IMAX,但是不知道怎么推導(dǎo)來的。。

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miky1188
LV.6
15
2011-05-10 17:37
DING!
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2011-05-10 17:44
@
“當流超過2倍的有效峰值時就會進入DCM模式”怎么理解?我還以為CRM的IP就是SQRT(2)*IMAX呢。。看見公式直接就出來2*SQRT(2)*IMAX,但是不知道怎么推導(dǎo)來的。。

你可以這樣理解:

如果峰值電流超過2倍,也就是電感等效為儲了2倍的輸出能量,在一個周期完成時只使用了1倍的能量,剩下的能量夠下一個周期的,此時電感就不需要再充電,所以電感就沒有電流,也就是進入DCM模式了。

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397615621
LV.1
17
2011-05-12 13:18
@miky1188
DING!

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hk2007
LV.8
18
2011-05-12 13:45
@
“當流超過2倍的有效峰值時就會進入DCM模式”怎么理解?我還以為CRM的IP就是SQRT(2)*IMAX呢。??匆姽街苯泳统鰜?*SQRT(2)*IMAX,但是不知道怎么推導(dǎo)來的。。

這個2倍的關(guān)系是不是可由下圖推得:三角波的平均電流等于其峰值的2倍。

 

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2011-05-12 17:54
@hk2007
這個2倍的關(guān)系是不是可由下圖推得:三角波的平均電流等于其峰值的2倍。[圖片] 
圖呢?沒看到呀
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zhijian1024
LV.6
20
2011-05-13 07:33

正在學(xué)習(xí)中,感謝javike!收藏了!

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hk2007
LV.8
21
2011-05-13 09:28
@javike
圖呢?沒看到呀

圖已經(jīng)補上,這個是ST-L6561的應(yīng)用文檔上找到的。

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anjlin
LV.7
22
2011-05-13 12:50
@hk2007
圖已經(jīng)補上,這個是ST-L6561的應(yīng)用文檔上找到的。

這些東西,對與初學(xué)者來說可以看看、了解;對于做過一定年限的人來說一笑憫之

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hongtian
LV.1
23
2011-05-14 10:18
@javike
5.最低輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-l=Ton-h*(Vin-max/Vin-min)2=0.39*(265/85)2=3.8uS6.升壓電感最小值Lmin=Vin*Ton-l/Iinrms-max=(85*3.8*10-6)/1.279*103=0.252mH
樓主你好,請問一下:

“5. 最低輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-l=Ton-h*(Vin-max/Vin-min)2=0.39*(265/85) 2=3.8uS”。 這一步為什么不這樣計算:Ton-L=T*(1-SQRT(2)*Vin-min/Vout)=6.91.這樣的計算結(jié)果就不一樣了。

還有:"6. 升壓電感最小值Lmin=Vin*Ton-l/Iinrms-max=(85*3.8*10-6)/1.279*103=0.252mH "  這里Vin為什么不用有效值計算[SQRT(2)*Vin]

謝謝樓主好帖,我是初學(xué)者,希望樓主解答一下。

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2011-05-14 13:56
@anjlin
這些東西,對與初學(xué)者來說可以看看、了解;對于做過一定年限的人來說一笑憫之[圖片]
學(xué)習(xí)
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tvk908
LV.4
25
2011-05-16 09:32

頂, 學(xué)習(xí)中初學(xué)者看不懂

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jacky_abcd
LV.3
26
2011-05-16 13:22
頂起來看看……
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ahu5
LV.5
27
2011-05-20 15:38

頂起來

這可是好貼啊


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ahu5
LV.5
28
2011-05-20 15:39
@ahu5
頂起來這可是好貼啊

名字是紅色的 是啥意思?

核心會員-重量級人物啊

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zvszcs
LV.12
29
2011-05-20 16:21
@ahu5
名字是紅色的是啥意思?核心會員-重量級人物啊

我頂

 

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LV.1
30
2011-05-26 12:18
@javike
計算步驟如下:1.先根據(jù)效率計算出最大輸入功率Pin-max=Pout/η=100/0.92=108.7W2.因為輸入電流的最大值出現(xiàn)在最低輸入交流電壓AC85V時,所以,輸入電流最大有效值Iinrms-max=Pin/Vac=108.7/85=1.279A即輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A3.開關(guān)周期為T=1/f=1/100000=10uS4.最高輸入電壓時的導(dǎo)通時間Ton-h=T*(1-SQRT(2)*Vin-max/Vout)=10*(1-SQRT(2)*265/390)=0.39uS
版主,“輸入電流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A”,這個應(yīng)該是最大電感電流峰值
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LV.1
31
2011-05-26 12:30
@zvszcs
我頂 
現(xiàn)在先忙手里的工作。。晚上回家慢慢看
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