单级PFC反激式电感计算
(整理)PFC电感计算.
PFC 电感计算通常Boost 功率电路的PFC 有三种工作模式:连续、临界连续和断续模式。
控制方式是输入电流跟踪输入电压。
连续模式有峰值电流控制,平均电流控制和滞环控制等。
连续模式的基本关系: 1. 确定输出电压U o输入电网电压一般都有一定的变化范围(U in ±Δ%),为了输入电流很好地跟踪输入电压,Boost 级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值,但因为功率耐压由输出电压决定,输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。
例如,输入电压220V ,50Hz 交流电,变化范围是额定值的20%(Δ=20),最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V 。
输出电压可以选择390~410V 。
2. 决定最大输入电流电感应当在最大电流时避免饱和。
最大交流输入电流发生在输入电压最低,同时输出功率最大时ηmin max i o i U P I =(1)其中:o o o I U P =;)%100(min ∆-=in i U U -最低输入电压;η-Boost 级效率,通常在95%以上。
3. 决定工作频率由功率器件,效率和功率等级等因素决定。
例如输出功率1.5kW ,功率管为MOSFET ,开关频率70~100kHz 。
4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度因为连续模式Boost 变换器输出U o 与输入U in 关系为)1/(D U U i o -=,所以 oi m i mo p U U U D 2m a x -=(2)从上式可见,如果U o 选取较低,在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小,由于功率开关的开关时间限制(否则降低开关频率),可能输入电流不能跟踪输入电压,造成输入电流的THD 加大。
5. 求需要的电感量为保证电流连续,Boost 电感应当大于IfD U L p i ∆=maxmin 2 (3)其中:max 22i I k I =∆,k =0.15~0.2。
PFC电感计算方法
PFC电感计算方法PFC电感(Power Factor Correction Inductor)是用于提高电力系统功率因数的一种电感器件。
其主要作用是通过与谐振电容并联,形成谐振回路,将电压波形调整为与电流波形同相位,从而提高电力系统的功率因数。
本文将介绍PFC电感的计算方法。
1.确定功率因数和谐振频率:首先,需要确定所需的功率因数和谐振频率。
功率因数通常在0.9到1之间,而谐振频率一般为50Hz或60Hz。
2.计算负载电流:根据所需的功率因数和负载功率,可以计算出负载电流。
负载电流可以通过负载功率除以输入电压得到。
3.计算并联谐振电容:根据谐振频率和负载电流,可以计算出并联谐振电容的值。
并联谐振电容通过谐振回路将电压波形调整为与电流波形同相位,从而最大限度地提高功率因数。
4.计算电感值:根据谐振频率和并联谐振电容,可以计算出所需的电感值。
电感值的计算公式为:L=1/(4π^2f^2C),其中L为电感值,f为谐振频率,C为并联谐振电容。
根据计算结果,选择合适的标准电感值。
5.考虑电感电流和温升:根据负载电流和电感值,可以计算出电感电流。
根据电感电流和材料的温升特性,需要考虑电感的额定电流和温升限制。
选择合适的额定电流和材料,以确保电感的稳定性和可靠性。
6.确定电感器件:根据计算结果,选择适当的电感器件。
电感器件的型号通常包含电感值、额定电流和尺寸等参数。
根据具体应用需求,选择合适的型号。
7.确保电感稳定性和可靠性:在实际设计中,需考虑电感的稳定性和可靠性。
例如,可以采用热稳定性较好的材料,设计合适的散热结构,以确保电感在工作过程中不会过热或损坏。
总结来说,PFC电感的计算方法包括确定功率因数和谐振频率、计算负载电流、计算并联谐振电容、计算电感值、考虑电感电流和温升、确定电感器件,以及确保电感稳定性和可靠性。
通过合理计算和选择,可以设计出满足需求的PFC电感。
单级PFC反激变压器计算
单级PFC反激变压器计算
首先,需要明确的是,单级PFC反激变压器的计算涉及到许多参数,
例如输入电压、输出电压、输入电流波形、输出电流波形等。
下面我们将
逐一介绍这些参数的计算方法。
1.输入电压:
输入电压通常由电网提供,可以通过标准的测量仪器来测量。
在计算
过程中,需要使用有效值,即RMS值。
对于三相系统,输入电压通常是线
电压,而不是相电压。
因此,需要将相电压转换为线电压。
转换公式如下:线电压=相电压×√3
2.输出电压:
输出电压由反激变压器提供,可以根据设计要求来确定。
通常,输出
电压应与输入电压相同。
输出电压的有效值由设计要求来确定。
3.输入电流波形:
输入电流的波形通常是脉冲状的,可以通过一些简单的数学模型来计算。
输入电流的波形通常由开关管的导通/关断时间来确定。
开关管导通
时间的计算方法如下:
导通时间=输出电压周期×开关管导通占空比
关断时间由反激变压器的控制电路来控制,可以根据设计要求来确定。
4.输出电流波形:
输出电流波形通常是脉冲状的,可以根据输入电流波形和反激变压器的变换比例来计算。
输出电流的波形通常由变压器的耦合度来确定,可以通过设计要求来确定。
以上是单级PFC反激变压器计算的主要参数。
在实际计算的过程中,还需要考虑一些其他因素,例如电感、电容、损耗等。
这些因素可以通过一些标准的电路分析方法来计算。
PFC电感及匝数计算
PFC电感及匝数计算PFC(Power Factor Correction)电感是一种用于改善电路功率因数的电感元件。
功率因数是指电路中有用功率与总功率之间的比值,用来描述电路对电源的有效利用程度。
在实际应用中,为了更好地利用电能并减少能源浪费,需要通过PFC电感来改善电路的功率因数。
首先,需要计算所需的电感值。
电感的单位是亨利(H),可以通过下式计算得出:L=(V×(1-PF))/(2×π×f×I)其中,L为所需的电感值,V为电路的工作电压,PF为所需的功率因数,f为电路的工作频率,I为电路的额定电流。
接下来,需要计算所需的匝数。
匝数是衡量电感元件的绕组数量,对电感值和电路的特性有很大的影响。
匝数的计算可以通过下面的公式完成:N=√(L×R/μ0)其中,N为所需的匝数,L为所需的电感值,R为电感线圈的半径,μ0为真空磁导率(约等于4π×10^-7H/m)。
然后,根据计算结果选择合适的电感元件。
电感元件的参数主要包括电感值、匝数、额定电流和最大电流等。
根据实际应用的需求,可以选择合适的电感元件。
最后,需要进行实验验证。
将选择好的电感元件连接到电路中,观察电路的功率因数是否得到改善。
可以使用电能表等仪器来测量电路的功率因数,分析实验结果是否符合设计要求。
需要注意的是,PFC电感的设计和计算需要考虑到电路的具体要求和应用环境。
不同的应用场景可能需要不同的电感参数,因此需要根据实际情况进行调整和优化。
在PFC电感的设计和计算过程中,还需要考虑到电感的损耗、温升和安全性等因素。
如果电感工作在高电流、高频率或高温环境下,需要选择适合的材料和结构来确保电感的稳定性和可靠性。
总之,PFC电感的设计和计算是一个复杂而重要的工作,需要考虑多个因素并进行实验验证。
通过合理选择电感参数,可以改善电路的功率因数,提高能源利用效率,减少能源浪费,从而实现节能和环保的目标。
如何简单、快速的计算PFC电感的方法
如何简单、快速的计算PFC\抗饱和滤波储能电感电感的方法电感值要求、工作频率等就可以选择磁芯材质、先了解此磁性材料的 Bs值、μ、AL值,磁芯材质的工作频率等选择尺寸和相关要求根据如下公式既可以快速简单的计算B==H*μ、 H=0.40*π*N*I/Le μ=L*Le*/0.4*π* N²*Ae假设:工作电流 6.5A 、70KHz、电感值 L0 要求:1.0mH注意:实际PFC电感值的大小必须经过电路的实际检测。
电感值的大小决定了效率的高低。
通过计算公式L=N*N*AL 绕线112圈,理论值电感 1.016mH通过计算公式 H=0.40*π*N*I/Le H=9098A/m2通过B==H*μ B = 60*9098*0.001 = 540mT (合理)通过计算公式L=N*N*AL 绕线128圈,理论值电感 0.999mH通过计算公式 H=0.40*π*N*I/Le H=12560A/m2通过B==H*μ B = 60*12560*0.001 = 760mT (B值偏大设计比较冒险)以上数据截面积、磁路长、与磁导率μ、 B值、 H 的关系式参考所选的磁芯的磁导率,查对磁芯的工作频率根据此公式 1T奥斯特 =79.56A/m 计算,查找对应的磁导率与奥斯特的交叉点铁硅铝157060H=9098A/m2=100奥斯特,100奥斯特磁场强度下对应的磁导率估计为 48μ,电感值衰减后估计为 815uH (选材完全合理)铁硅铝130060H=12560A/m2=158奥斯特,158奥斯特磁场强度下对应的磁导率估计为 30μ,电感值衰减后估计为 520uH (选材不理想温升会高)实际应用前,请叠加DC电流测试电感值的衰减。
看曲线图表只是初步快速的选择方式。
单级PFC高频变压器设计及参数计算详解
单级PFC高频变压器设计及参数计算详解单级PFC高频变压器设计及参数计算详解由于LED照明电源要求:民用照明PF值必需大于0.7,商业照明必需大于0.9。
对于10~70W的LED驱动电源,一般采用单级PFC来设计。
即节省空间又节约成本。
接下来我们来探讨一下单级PFC高频变压器设计。
以一个60W的实例来进行讲解:输入条件:电压范围:176~265Vac 50/60HzPF>0.95THD<25%效率ef〉0.87输出条件:输出电压:48V输出电流:1.28A第一步:选择ic 和磁芯:Ic用士兰的SA7527,输出带准谐振,效率做到0.87应该没有问题。
按功率来选择磁芯,根据以下公式:Po=100*Fs*VePo:输出功率;100:常数;Fs:开关频率;Ve:磁芯体积。
在这里,Po=Vo*Io=48*1.28=61.44;工作频率选择:50000Hz;则:Ve=Po/(100*50000)=61.4/(100*50000)=12280 mmmPQ3230的Ve值为:11970.00mmm,这里由于是调频方式工作。
完全可以满足需求。
可以代入公式去看看实际需要的工作频率为:51295Hz。
第二步:计算初级电感量。
最小直流输入电压:VDmin=176*1.414=249V。
最大直流输入电压:VDmax=265*1.414=375V。
最大输入功率:Pinmax=Po/ef=61.4/0.9=68.3W(设计变压器时稍微取得比总效率高一点)。
最大占空比的选择: 宽电压一般选择小于0.5,窄电压一般选择在0.3左右。
考虑到MOS管的耐压,一般不要选择大于0.5 ,220V供电时选择0.3比较合适。
在这里选择:Dmax=0.327。
最大输入电流: Iinmax=Pin/Vinmin=68.3/176=0.39 A最大输入峰值电流:Iinmaxp=Iin*1.414=0.39*1.414=0.55AMOS管最大峰值电流:Imosmax=2*Iinmaxp/Dmax=2*0.55/0.327=3.36A初级电感量:Lp= Dmax^2*Vin_min/(2*Iin_max*fs_min)*10^3 =0.327*0.327*176/(2*0.39*50000)*1000=482.55 uH取500uH。
电源设计之PFC电感计算
电源设计之PFC电感计算PFC(Power Factor Correction)电感是电源设计中非常重要的一个部分。
它用于提高电源的功率因数,减小谐波产生以及减小对电网的负担。
在PFC电感的设计中,需要考虑一些关键因素,如电流、功率因数和电感值等。
接下来将详细介绍PFC电感的计算方法。
PFC电感的计算通常分为两步:选择合适的电感值和计算电感的尺寸。
首先,选择合适的电感值。
电感的值决定了电流的波形和谐波成分。
对于PFC电源,一般采用谐振电流型的PFC,即电流波形为三角波。
在三角波的情况下,谐波成分比较低,可以满足电网对谐波的限制要求。
因此,可以基于谐振电流型的PFC电感进行设计。
为了选择合适的电感值,需要提前确定一些参数,如输入电压、输出功率和开关频率等。
其中,开关频率是一个重要的参数,它决定了电感的尺寸以及其他参数的选择范围。
一般选择的开关频率为50kHz到200kHz之间。
选择合适的电感值需要满足以下几个条件:1. 确定输入电压和输出功率,计算所需的输入电流(Iin)。
2.选择合适的谐波限制(THD),一般要求小于5%。
3.计算电感(L)的值,可以使用以下公式进行计算:L = (Vin × (1 - THD/100))/(Iin × f)其中,Vin表示输入电压,THD为谐波限制,Iin为输入电流,f为开关频率。
选择合适的电感值后,接下来需要计算电感的尺寸。
电感的尺寸计算需要考虑的因素有一下几个:1. 电流密度:根据电流密度选择合适的线径,一般为3-6A/mm22. 最大电流(Imax):根据电流密度和输入电流计算最大电流,Im ax = (Iin × (1 + THD/100))/(1 - D)其中,D为占空比。
3. 线圈长度(Lc):根据最大电流和线径计算线圈长度,Lc =Imax/(J × B)其中,J为电感线径的电流密度,B为线圈填充因子,一般取0.4-0.6之间。
PFC电感计算范文
PFC电感计算范文PFC电感计算是在功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)电路中用于设计合适的电感元件的重要步骤。
PFC电路旨在改善电源的功率因数,并且在许多电子设备和系统中都被广泛使用,以满足工业和市场对能源效率和质量的要求。
在设计PFC电感之前,需要明确以下几个方面的参数和要求:1.输入参数:包括输入电压、功率因数、额定功率等。
2.输出参数:包括输出电压、输出电流等。
3.频率范围:电源的输入频率范围。
4.容许的功率损耗和效率要求。
5.其他要求:如尺寸、重量、可靠性等。
接下来,我们将分别介绍常见的两种PFC电路设计方法:整流电感模式(BOOST)和反激电感模式(FLYBACK)。
1.整流电感模式(BOOST):在整流电感模式中,输入电压经过整流电路后,通过加在电感上的电压脉动进行校正。
为了计算所需的电感值,我们需要先确定所需的校正电压值。
校正电压的选择应该尽量使得输出电压稳定,且在整个输入电压范围内都能工作。
假设我们需要设计一个整流电感PFC电路,输入电压范围为220V至240V,输出电压为400V,工作频率为50Hz。
根据这些参数,我们可以计算所需的电感值。
首先,我们需要确定所需的校正电压档次。
常见的校正电压档次为300V和400V。
由于输出电压为400V,我们选择400V的校正电压档次。
其次,计算校正电压值。
校正电压等于校正电压档次乘以输入电压范围的百分比。
在这个例子中,校正电压为400V乘以输入电压范围的百分比,即:校正电压=400V*(240V-220V)/240V=33.33V最后,计算电感值。
电感值的计算公式为:电感值=(输入电压范围*校正电压)/(输出电压*工作频率*2*π)代入所给的数值,我们可以得到:电感值=(240V-220V)*33.33V/(400V*50Hz*2*3.14)≈41.9mH因此,在这个例子中,我们需要一个大约41.9mH的电感元件来完成PFC电路的设计。
PFC电感计算
PFC电感计算PFC(Power Factor Correction)电感计算是为了提高电路的功率因数而进行的电感器的选取和设计。
在交流电路中,功率因数是衡量电路有功功率与视在功率之间关系的一个参数。
当电路的功率因数低于1时,会导致电能的浪费和电网的负荷问题,因此需要对电路进行功率因数校正。
首先是负载电流的频率。
根据电源的频率,可以从标称频率为50Hz或60Hz的电感器中进行选择。
对于高频应用,可以使用铁氧体材料制成的电感器。
其次是电感器的额定电压和额定电流。
根据负载电流及电路的工作电压,可以选择适当的额定电压和额定电流。
在实际应用中,一般选择额定电压为负载电压的1.1至1.5倍。
另外一个重要的参数是电感器的感值。
电感器的感值大小取决于目标功率因数,电压波形和电流波形。
在选择感值时,需要根据负载的功率因数进行计算。
常用的计算公式为:L = (P × (tan θ1 –tan θ2)) / (2π × f × U^2)其中,L为电感器的感值,P为有功功率,θ1为输入电压的相角,θ2为输出电压的相角,f为电路的工作频率,U为电路的工作电压。
在计算中,需要注意电感器的感值应该符合相关的电流的范围。
此外,还需要考虑一些其他的因素,如电感器的尺寸、内阻、损耗等。
电感器的尺寸应根据电路的空间限制来选择,一般情况下,尽量选择尺寸较小的电感器。
内阻和损耗方面,可以根据电感器的材料和制造工艺进行选择。
综上所述,PFC电感的计算需要考虑负载电流的频率、额定电压和额定电流、感值大小以及其他的因素。
在实际应用中,还需要根据具体的情况进行调整和优化。
通过合理选择和设计电感器,可以提高电路的功率因数,减少能量的浪费,并且对电网的负荷问题也有积极的影响。
PFC电感的计算资料
即
I2k 2Iimax
取 k 0 .1 ~0 .15
6、利用AP法选择磁芯尺寸 CCM模式电感设计
求磁芯有效截面积A e
2 U im T o in m n aN x N BeA 其中
Ae
2UimTinom n ax NB
2UimiD npmax fNB
Tonmax
Dpmax f
小知识
AP法选择磁芯:
2UimiD npmax fN B
A P A w A e2 U fim N D B ip n ma Iix m jw k N a x 2 U i2 m kIw iim jk nfD a p B m x ax
保证任何情 况下磁芯不 饱和使用。
k B 2B
<B/(1+k)
kw0.3~0.5
7、计算匝数
B kB 2
度的 关系
6、利用AP法选择磁芯尺寸 连续模式的电感设计
求窗口面积Aw
N匝导线 的面积
NA N • Iimax j
A=area
磁芯窗口
面积Aw
Aw
Ii max N jk w
电流密度
窗口 系数
6、利用AP法选择磁芯尺寸 连续模式的电感设计
Aw
Ii max N jk w
Ae
2UimT inom n a x NB
频率f=1/28.57μs=35kHz。
如果输入电压在±20%范围变化; 最低输入电压为220×0.8=176V; 输出电压: U o =1.414×220×0.8/0.65=383V。
附录3 例子说明 CRM电感设计方法二
在15°时,周期为12μs,相当于开关频率为83kHz
在最高输入电压时,得到最高电压导通时间 T onh=(0.8/1.2)2×TonL=4.444μs,
PFC电感计算详解
PFC电感计算详解PFC(功率因数校正器)电感是用于提高电路功率因数的一种元件,其作用是通过改变电流与电压的相位关系,从而使功率因数接近1、在低功率因数的情况下,PFC电感能够减小电网对电路的负荷,降低系统电能损耗,提高功率利用效率。
首先,需要明确的是输入电压和频率。
输入电压直接影响PFC电感的绝缘等级和耐压能力,频率则决定了电感和电容的选择。
通常,电感可使用50Hz或60Hz的工频电源。
其次,需要确定的是负载功率。
负载功率的大小会影响PFC电感的额定电流和能量损耗。
对于大功率负载,通常会选择高感值和低电流的电感。
一般来说,功率因数越小,选择的电感感值越大。
然后,需要选择合适的PFC拓扑结构。
常见的PFC拓扑结构有单端整流器、双端整流器、两级整流器等。
不同的拓扑结构对电感参数的要求也有所不同。
例如,在单端整流器中,需要经过整流桥整流,可以选择较高的感值和电流等参数,而在双端整流器中,需要在两个输入端分别设计电感,电感参数相对较小。
此外,电流波形形状也是影响PFC电感选择的重要因素。
根据电流波形的不同,可以选择不同形状的电感。
常见的有二极管电感、C型电感、L型电感等。
其中,二极管电感适用于具有脉冲状负载的情况,C型电感适用于具有周期性脉冲的负载,而L型电感适用于具有低谐波以及稳态电流的情况。
最后,需要注意的是PFC电感的额定电流和能量损耗。
额定电流是指电感能够持续承受的最大电流,通常会选择额定电流较大的电感。
能量损耗则决定了电感的质量和效率,能量损耗越低,效率越高。
综上所述,PFC电感的计算主要涉及到电源输入电压、电源频率、负载功率、PFC拓扑结构和电流波形形状等要素。
选择合适的感值、额定电流和能量损耗,可以提高系统的功率因数,降低能量损耗,提高功率利用效率。
在实际应用中,还需要考虑元件的尺寸、成本和散热等因素,以使设计更加合理和可靠。
pfc电源设计与电感设计计算
pfc电源设计与电感设计计算PFC电源设计与电感设计计算引言:PFC(Power Factor Correction)电源设计是现代电源设计中的重要环节之一。
PFC技术的应用可以提高电源的功率因数,减少电网对电源的谐波污染,提高能源利用效率。
而电感是PFC电源中的关键元件之一,起到滤波、储能和矫正功率因数的作用。
本文将从PFC电源设计和电感设计两个方面进行详细介绍和计算。
一、PFC电源设计1. PFC电源的原理PFC电源是通过控制开关元件的通断来调整输入电源的电流波形,使其接近正弦波,并与输入电压保持同相,从而提高功率因数。
常用的PFC电源有两种基本拓扑结构:Boost型和Flyback型。
2. PFC电源设计的要点(1)选择合适的开关元件:开关元件通常选择MOSFET或IGBT,需要考虑其导通损耗、开关损耗和开关速度等因素。
(2)选取合适的电容:电容的容值应根据电流纹波、输出功率和电压波动等参数进行合理选择。
(3)设计控制电路:控制电路通常采用反馈控制,需要根据输入电压和输出电压进行控制,以实现稳定的工作状态。
(4)滤波电路设计:滤波电路的设计需要考虑输入电流的谐波成分和输出电压的纹波,选择合适的滤波电感和滤波电容。
3. PFC电源设计计算(1)功率因数计算:功率因数是一个衡量电源能量利用效率的重要指标,计算公式为功率因数=有功功率/视在功率。
(2)电流纹波计算:电流纹波是指输入电流的纹波大小,通常要求小于输出电流的10%。
(3)电容选取计算:根据电流纹波、输出功率和电压波动等参数,通过计算得到电容的容值。
(4)滤波电感选取计算:根据电流纹波和滤波电容的容值,通过计算得到滤波电感的值。
二、电感设计计算1. 电感的作用电感在PFC电源中的作用主要有三个方面:滤波、储能和矫正功率因数。
滤波电感可以减小输出电压的纹波,提高输出电压的稳定性;储能电感可以存储电能,平衡输入和输出功率;矫正电感可以改善电源的功率因数,提高能源利用效率。
pfc电感公式
pfc电感公式PFC电感公式是功率因数校正(Power Factor Correction,简称PFC)电路中的重要参数之一。
它用于计算电感元件的数值,以实现功率因数的校正和电路效率的提高。
在PFC电路中,电感元件起到了平滑电流波形和提供反馈信号的作用。
根据PFC电感公式,我们可以计算出所需的电感数值,以满足特定的功率因数校正要求。
PFC电感公式的一般形式如下:L = (V_in * (1 - PF)) / (2 * f * I_out)其中,L表示所需的电感数值,V_in表示输入电压,PF表示功率因数,f表示工作频率,I_out表示输出电流。
根据这个公式,我们可以看到,所需的电感数值与输入电压、功率因数、工作频率和输出电流之间存在一定的关系。
当输入电压或输出电流增大时,所需的电感数值也会相应增大。
而当功率因数接近1时,所需的电感数值则会减小。
为了更好地理解PFC电感公式的应用,我们可以通过一个实际的例子来说明。
假设我们有一个PFC电路,输入电压为220V,功率因数为0.9,工作频率为50Hz,输出电流为5A。
根据上述公式,我们可以计算出所需的电感数值。
代入公式中的数值,我们可以得到:L = (220 * (1 - 0.9)) / (2 * 50 * 5) = 0.22H因此,根据所给的参数,我们需要一个电感数值为0.22H的电感元件来实现功率因数校正。
需要注意的是,PFC电感公式只是计算所需电感数值的一种方法,实际应用中还需要考虑其他因素,如电感元件的容量、损耗等。
此外,根据具体的应用需求,还可以选择不同类型的电感元件,如铁氧体电感、磁性材料电感等。
PFC电感公式是功率因数校正电路设计中的重要参考,通过计算所需的电感数值,可以实现功率因数的校正和电路效率的提高。
在实际应用中,我们需要根据具体的参数和需求,选择合适的电感元件,并综合考虑其他因素,以确保电路的稳定性和性能优化。
详解PFC电感的计算
详解PFC电感的计算PFC(Power Factor Correction,功率因数校正)电感是一种用于提高电源的功率因数的电感器件。
它可以通过校正电源的功率因数,减少无功功率的损耗,提高电源的效率。
根据欧姆定律,我们可以得出电感的计算公式:L=V/(2*π*f*I)其中,L为所需的电感值,V为输入电压,f为电源频率,I为所需要的电流。
首先,我们需要确定输入电压V和电源频率f。
电源的输入电压通常是标称电压,如220V或110V,而频率通常是50Hz或60Hz。
这些参数能够从电源的技术规格或标识中获取。
其次,我们需要确定所需的电流I。
一种常见的方法是通过观察负载电流波形来估计所需的电流。
根据电流波形的幅值和周期,我们可以得出平均电流的估计值。
然后,我们可以将这些数值代入公式进行计算。
假设输入电压V为220V、频率f为50Hz、所需电流I为10A,我们可以通过计算得到电感值L。
L=220/(2*3.14*50*10)≈0.07H(或者70mH)在实际应用中,通常会选择可用的最接近的标准电感值。
标准电感值可以从厂家的电感产品列表中获取。
如果所需电感值不在标准值列表中,可以选择较接近的较大值。
此外,在选择PFC电感时1.电流负载能力:PFC电感需要能够承受所需的电流,因此需要根据电流负载能力来选择合适的电感器件。
2.磁芯材料:选择适当的磁芯材料可以提高电感的效率和稳定性。
常见的磁芯材料包括铁氧体和铁素体。
3.尺寸和重量:PFC电感的尺寸和质量也是需要考虑的因素。
尺寸较小和重量较轻的电感器件可以节省空间和减轻系统的重量。
4.成本:成本也是选择PFC电感时需要考虑的因素之一、通常情况下,价格较低的电感器件是首选,但也需要确保所选电感的质量和性能符合要求。
总结起来,PFC电感的计算涉及到输入电压、频率和所需电流等因素。
选择合适的PFC电感需要综合考虑电流负载能力、磁芯材料、尺寸和重量以及成本等因素。
详解单级PFC反激式电路
详解单级PFC反激电路近段时间一直忙着弄毕业论文,上论坛比较少了,前两天论文提交送审,打算发一个帖子,详细介绍一下单级PFC反激式电路结构。
单级PFC的反激式结构相信做LED电源的都不会很陌生,但估计大多数工程师做的工作限于按照IC 厂商的datasheet设计产品,其中详细的原理很少有人细究。
考虑到工程应用中,复杂的公式实用价值不高,本贴将着重于定性地分析电路的工作原理,同时配合手头上能够提供的仿真和实例分析。
本帖首先介绍常用单级PFC反激式结构的几种工作模式,重点介绍一下适合用于做大功率(100W左右)的电路结构,也就是本帖实例介绍的FOT控制模式。
首先提出几个问题,希望大家能够一起探讨。
1、为什么市面上大多数单级PFC的LED驱动器都选用临界或者断续工作模式?2、为什么单级PFC的PF值随输入电压升高下降?3、为什么单级PFC的输出纹波如此之大?为了回答上面的几个问题,首先有必要讲一下单级PFC的基本原理。
临界模式的单级PFC最早应该是由L6562这颗PFC控制芯片改进得来的,先给出一个框图描述L6562用于单级PFC的基本结构和外围电路,定性分析工作原理。
先撇开PFC部分的功能,这个框图和普通的定频峰值电流控制模式反激式电路的区别在于没有固定的时钟信号,开关管开启,初级电感电流上升到Rs上压降达到乘法器输出电压时,RS触发器翻转,开关管关断。
对于定频PWM控制IC,开关管的导通受固定频率时钟信号控制,而L6562则会一直等到磁芯完成退磁,ZCD检测到辅助绕组电压回落到Vref-2时才重新开启开关管,因此电路被强制工作在临界模式下。
再来看PFC功能。
乘法器的输入分别来自误差放大器的输出和整流后馒头状正弦半波的分压,因此乘法器输出也是馒头状正弦半波,那么最终初级电感电流峰值也就跟随馒头状正弦半波,下面这个图可以说明问题。
这个图中可以得到很多信息,首先是,跟随线电压半波的是初级电感峰值电流,而输入平均电流和初级电感峰值电流的关系为Iin-avg=Ipk*D/2,由于D是一个随线电压瞬时值升高而降低的变量,因此输入电感的平均电流较标准正弦半波而言要更加扁,功率因素不可能达到理想的1。
单级PFC反激式电感计算
单级PFC反激式电感计算单级PFC(Power Factor Correction)反激式电感是电力电子设备中常用的一种电路拓扑,用于提高电路的功率因数(Power Factor)和效率。
在单级PFC反激式电感的设计中,主要涉及到电路参数的计算和选择,包括输入滤波电容、电感元件以及开关器件等。
首先,我们需要计算输入滤波电容的值。
输入滤波电容主要用于平滑输入电流,减小输入电压的谐波变化。
输入电容的选择要考虑到功率因数的要求和输入电压的波动范围。
根据电容值与电压波动率之间的关系,可以使用下面的公式计算输入滤波电容的最小值:C_min = IL / (DV * f * (1 - D))其中,C_min是输入滤波电容的最小值,IL是输入电流的幅值,DV是输入电压的波动率(通常取0.1-0.2),f是输入电压的频率,D是开关器件的占空比(通常取0.5)。
接下来,我们需要计算电感元件的值。
电感元件主要用于存储能量并平滑电流波形。
电感元件的选择要考虑到输出电压和输出电流的要求。
根据电感元件的大小与输出电压和输出电流之间的关系,可以使用下面的公式计算电感元件的最小值:L_min = Vout / (ΔI / f)其中,L_min是电感元件的最小值,Vout是输出电压,ΔI是输出电流的波动范围,f是开关频率。
最后,我们需要选择合适的开关器件。
开关器件主要决定了电路的开关频率和效率。
一般来说,开关器件可以选择MOSFET或IGBT。
选择开关器件时需要考虑其导通和关断损耗、导通和关断速度以及价格等因素。
需要注意的是,在实际设计中,以上的计算结果只是初步参考值,实际设计过程中还需要考虑到因素的容差和电路的稳定性。
综上所述,单级PFC反激式电感的设计包括输入滤波电容、电感元件和开关器件的计算和选择。
通过合理选择电路参数,可以提高电路的功率因数和效率。
实际设计过程中还需要考虑到因素的容差和电路的稳定性。
以上只是一个简单的介绍和概述,实际设计需要根据具体的应用和要求进行详细计算和优化。
PFC电感及匝数计算
(1) 升压电感的设计升压电感的值决定转换器开关频率的大小,它主要由最小开关频率和输出功率决定。
设开关管在一个周期里的导通时间为on t ,关断时间为off t ,则:VAC I L V I L t Lpkinpk Lpk on ⋅⋅=⋅⋅⋅=2)sin()sin(θθ (2.32))sin(2)sin(θθ⋅⋅-⋅⋅=VAC V I L t out Lpk off (2.33)式中,θ为交流输入电压的瞬时相位。
由式(2.33)可知,在交流输入电压的一个周期内,开关管的导通时间与电压的瞬时相位无关。
由on t 和off t ,可得开关周期: [])sin(22)sin(22)sin(2)sin(2122θθθθ⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⋅⋅-⋅⋅⋅⋅=⎥⎦⎤⎢⎣⎡⋅⋅-+⋅⋅⋅=+=VAC V VAC P V L VAC V VAC V I L VAC V VAC I L t t T out in out out out Lpk out Lpk off on s (2.34) 故变换器的开关频率为: []inout out sw sw P V L VAC V VAC T f ⋅⋅⋅⋅⋅-⋅==2)sin(212θ (2.35) 所以,当1)sin(=θ时,开关频率最小;当0)sin(=θ时,开关频率最大。
故升压电感大小为: []inout sw out P V f VAC V VAC L ⋅⋅⋅⋅-⋅=min 222 (2.36) 由式(2.35)可知,最小开关频率出现在交流输入电压最大或最小时,分别计算它们对应的电感值:uH H VAC L 35.336400220300002)2652400(265)(2max =⨯⨯⨯⨯-⨯= (2.37) uH H VAC L 89.382400220300002)852400(85)(2min =⨯⨯⨯⨯-⨯= (2.38) 比较两个值,取uH L 310=。
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71 uF 51 uF 598 uF
Cout2(輸出電容選擇): Cout3(輸出電容選擇): Sheet1 Cout4(輸出電容選擇) :
#DIV/0! #DIV/0! #DIV/0!
uF uF uF
第2頁
器設計 65AD-24
Input Ripple:
版本: 日期: 0 2.807017544 120.9152596 339.411255 0.284307027 0.182293311
Single Stage Flayback Transformer Desing
INPUT PARAMETER SECTION
Output power(輸出功率): Input Min ac voltage(輸入電壓下限): Input Max ac voltage(輸入電壓上限):
OUTPUT SECTION Sheet1 35 90 240 119 4 2000 0.48 65 0.7188 65 0.6 PQ26-20 0.9 8.931875131 2.937212783 45 15
Turn Turn Turn Turn Turn 計算銅線截面積 0.096340457 0.875 0.875 0.5 0.25 0.025 KΩ KΩ V 269 13.46153846
16 5 0 0 0 m㎡ m㎡ m㎡ m㎡ m㎡ m㎡
uH V Ω Watts V A
V A
Cin(輸入電容選擇): Cvcc(Vcc電容選擇): Cout1(輸出電容選擇):
10000 pF
輸出電流(A) 輸出電流(A) 輸出電流(A) 輸出電流(A) 輸出電流(A) 計算銅線直徑(min)
3.5 0.1 3.5 2 1 mm mm mm mm
電容耐壓 電容耐壓 電容耐壓 電容耐壓 電容耐壓
69 21 1 1 1
0.350737978 1.057018212 1.057018212 0.799030663 0.565 0.178668688 Bmax Check: MAX duty Check: Np Check Ns Check Kd
96.35114667 15.38461538 102.1323483 37.51733975 0.41168639 KT1(圈數Np比Ns): 2.447677319 一般講圈數比指Np比Ns Ns1(次極圈數1): 15.52492222 Nvcc(回授圈數): 5.311157601 Ns2(次極圈數2): 0.204275292 Ns3(次極圈數3): 0.204275292 Ns4(次極圈數4): 0.204275292 計算鐵芯功率: T周期(uS): R.C.C F Np= KT(圈數Ns比Np):
Ae(鐵芯有效截面積Sm): Current Density(電流密度J):
Core MAX flax Bmax(最大磁通密度): MAX working duty(占空比):
mm
2
A/m㎡ Guss KHz
Ipp=Icp : 修正Ipp=Icp : Iprms=Icrms: 計算Ap=Aw*Ae: 電流密度J
實用銅線 0.5 mm 1 mm mm mm mm mm
mm mm 0.2 3438.12799 Guss 0.48 38 Turn 15.64408281 Turn 120
第3頁
MAX duty 計算
0.498100453 Sheet1
第4頁
V1.2 2014-10-13 Volts V(dc) V(dc) mm mm
Sheet1
Kv(輸入電壓比值): Vin,min: Vin,max: lg(鐵芯氣隙長度): lg(修正):
K TOFF截止時間(uS): Lp= 修正Lp min=
Ct= 8 740.3435604 uH 1184.549697 uH
Watts V (ac) V(ac)
单级返馳式變壓器設計 變壓器編號: 65AD-24 Amp 1.206078818 2.1 0.826771654 0.319328059 可取3~ 5A/m㎡ 0.247467438 Rt= 1.91 7.384615385 38 Watts TON導通時間(uS): KHz Turn
cm4
KHz V(dc) % V(dc) V(dc) V(dc) V(dc) V(dc) V(dc) V(dc)
η(變壓器效率):
初极每T平均電壓: 次极每T平均電壓:
Output voltage(輸出電壓1,主回授): F. Back to IC Voltage(IC 回授電壓) :
Output voltage(輸出電壓 2): Output voltage(輸出電壓 3): Output voltage(輸出電壓 4):
uH
Dwp(計算初級線徑) Dws1(計算次級線徑) Dws2(計算次級線徑): Dws3(計算次級線徑): Dws4(計算次級線徑):
Dwvcc (計算回授線徑): Rup 54.7944 Rdown 3.16 Vref(TL431) 2.5 第1頁 輸出二極體反向電壓 VFmin 輸出二極體正向峰值電流 IFmin
Dmin(最小占空比):
0.670043788 cm4 Ku(繞組系數):
繞組系數取 0.2 ~ 0.5
0.27
自然冷卻取1.5-4 風扇冷卻取3-6
Frequcncy Max (計算工作頻率): Ap (鐵芯截面積乘積S):
(實際選)工作頻率: Output diode(輸出二极體正向壓降Vf): Core Type(鐵芯型號):
計算銅線線徑Leabharlann KL電感系數: Ls1(次級線圈感量): Ls2(次級線圈感量): Ls3(次級線圈感量): Ls4(次級線圈感量):
Lvcc(迴授線圈感量): Vs Rs Watts 開關管選擇 Vce(min) 開關管選擇 Ic(min)
0.820325275 210.0032703 uH 0 uH 0 uH 0 20.50813187 1 0.397 1.24 653 6