开关电源参数计算(带PFC)
开关电源PFC讲解
一、什么是PFC？PFC是电脑电源中的一个非常重要的参数，全称是电脑功率因素，简称为PFC，等于“视在功率乘以功率因素”，即：功率因素=实际功率/视在功率功率因素：功率因数表征着电脑电源输出有功功率的能力。
功率是能量的传输率的度量，在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。
在交流系统里则要复杂些：即有部分交流电流在负载里循环不传输电能，它称为电抗电流或谐波电流，它使视在功率( 电压Volt乘电流Amps)大于实际功率。
视在功率和实际功率的不等引出了功率因素，功率因素等于实际功率与视在功率的比值。
视在功率：即交流电压和交流电流的乘积，用公式表示为：S=UI。
上式中，S是额定输出功率，单位是VA（伏安），U是额定输出电压，单位是V，如220V、380V等；I是额定输出电流，单位是A。
视在功率包括两部分：有功功率（P）和无功功率（Q），有功功率是指直接做功的部分。
比如使灯发亮，使电机转动，使电子电路工作等。
因为这个功率做功后都变成了热量，可以直接被人们感觉到，所以有些人就产生一个错觉，即把有功功率当成了视在功率，孰不知有功功率只是视在功率的一部分，用式表示：P=SCOS0θ=UICOSθ ＝UI•F上式中，P是有功功率，单位是W（瓦），F=COSθ 被称为功率因数，而θ是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。
无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Q=Ssinθ=UIsinθ。
上式中，Q为无功功率，单位是var（乏）。
对于计算机和其它一切靠直流电压工作的电子电路，离开无功功率是根本无法工作的。
一般用户都认为计算机之类的设备只需要有功功率，而不需要无功功率。
既然无功功率不做功，要它何用！于是他们当然就认为功率因数为１的电源最好。
因为它能给出最大输出功率。
然而，实际情况并非如此。
假如有一台计算机，当交流市电输入后进行整流，就得到脉动直流电压，若不将脉动电压进行任何工，就直接提供给计算机电路，毫无疑问，电路根本无法正常工作。
开关电源参数计算(带PFC)
PFC电路原理及其相关计算
By Stanley QE Department,QRA LITEON electronics (Dongguan) co.,LTD
LITE ON
一.PFC电路基本原理
一.简介
稳定的能源设备除了能供应系统维持正常的功能外并影响整个系统的特 性，再者当今能源短缺急需节约能源潮流的驱使下，设计产生高效率的能源 设备，减少能源浪费是为众所追求的目标。并且在电力品质与电力性能方面 也必须有较严格的标准，例如：较大的额定功率,较小的杂讯干扰，较理想 的能源使用率等等，都是设计电路必须考虑的问题，而电源转换器之功率因 数则直接影响上述性能。 一般而言，提升功率因数直接影响下述问题： 1.杂讯干扰问题。 由于桥式整流所所产生之输入电流一不规则且不连续之脉动电流，含有大 量之高频谐波，因此对于一些电子周边设备将产生一些不必要的干扰，。故 为了抑制高频谐波电流干扰必须利用外加电路来修正输入电流使其接近正弦 ，如此方能降低输入电流中之高频谐波含量进一步克服杂讯干扰的问题。
从上述解中可得到一个隐函条件,即Y≧0. 因为主MOS管在道通时,变压器的 电流不可能下降.所以从Y≧0条件中解得 U0/ D主η2U0高压≧1/N
得
LITE ON
D≦U0N/η2U0高压 即主MOS管的最大占空比 因为在二次侧应属于降压型电路,则输入与输出应符合 输出=输入*D 对于此电路应有 U0=D主U0高压/N 可得: D主= U0N /U0高压 将D主=U0N/ U0高压代入L得表达式有 X=I0/N Y=2(1-η2)I0/Nη2 L=U0N2η2/(2I0F主(1-η2)) 将U0=12V, N=11, η2 =0.5, I0=1A(实际测得在输出电流为1A时,电源效率 为46.5%,考虑到此效率是变压器前端至输出的效率 ,所以取η2 =0.5),F主 =70KHz 代入L的表达式得到L的感值大小 L=10.37mH (实际测得11.2mH)
开关电源PFC电容电感计算
4KW PFC 相关电容电感计算1. 输入电容计算参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下：因为()()2L IN RMS MAX IN I sw IN RMS MIN I C k f r V π∆=⨯⨯⨯ ，所以需要先求()IN RMS MAX I ，参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下：当P OUT =4000W 时，()()400043480.92O MAX IN MAX MIN P W P W η===； 因为一般需要对市电220VAC （﹣10%，+15%）变动范围内的PFC 运行情况进行确认是否存在异常，即198V~254VAC ，所以()198IN RMS MIN V V =。
假设当PFC 在4000W负载情况下运行功率因数cos φ为0.998，则： ()()()400022()0.921980.998O MAX IN RMS MAX MIN IN RMS MIN P W I A V PF V η===⨯⨯； ()()222231.1IN PEAK MAX IN RMS MAX I I A A ==⨯=； 综上所述，高频输入电容计算如下所示：()()2235% 3.12222.29%198L IN RMS MAX IN I sw IN RMS MIN I A C k uF f r V kHz Vππ∆==⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯； 所以一个标准的3.3uF 或者2.2uF ，630V 的聚酯（薄膜）电容可以选用。
2. 输出电容计算参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下：由计算公式：()22()2O OUT MIN O O MIN P t C V V ⨯⨯∆=- ，当P OUT =4000W 时，对于50Hz 的市电来讲， 20t ms ∆=,380O V V =,()285O MIN V V =？,将各个参数代入得：()2224000201601602533(380)(285)1444008122563175OUT MIN W ms C uF V V ⨯⨯====--，增加20%余量：()25333166.25110.2OUT MIN OUT TOL C uF C uF C ===-∆-； 所以4个680uF /450V 的电容并联使用达2720uF 可以满足4000W PFC 的需要。
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。
开关电源功率因数校正PFC(非常好).pdf
开关电源功率因素校正（PFC）及其工作原理什么是功率因数补偿，什么是功率因数校正：功率因数补偿：在上世纪五十年代，已经针对具有感性负载的交流用电器具的电压和电流不同相（图1）从而引起的供电效率低下提出了改进方法（由于感性负载的电流滞后所加电压，由于电压和电流的相位不同使供电线路的负担加重导致供电线路效率下降，这就要求在感性用电器具上并联一个电容器用以调整其该用电器具的电压、电流相位特性，例如：当时要求所使用的40W日光灯必须并联一个4.75μF的电容器）。
用电容器并连在感性负载，利用其电容上电流超前电压的特性用以补偿电感上电流滞后电压的特性来使总的特性接近于阻性，从而改善效率低下的方法叫功率因数补偿（交流电的功率因数可以用电源电压与负载电流两者相位角的余弦函数值cosφ表示）。
图1在具有感性负载中供电线路中电压和电流的波形而在上世纪80年代起，用电器具大量的采用效率高的开关电源，由于开关电源都是在整流后用一个大容量的滤波电容，使该用电器具的负载特性呈现容性，这就造成了交流220V在对该用电器具供电时，由于滤波电容的充、放电作用，在其两端的直流电压出现略呈锯齿波的纹波。
滤波电容上电压的最小值远非为零，与其最大值(纹波峰值)相差并不多。
根据整流二极管的单向导电性，只有在AC线路电压瞬时值高于滤波电容上的电压时，整流二极管才会因正向偏置而导通，而当AC输入电压瞬时值低于滤波电容上的电压时，整流二极管因反向偏置而截止。
也就是说，在AC线路电压的每个半周期内，只是在其峰值附近，二极管才会导通。
虽然AC输入电压仍大体保持正弦波波形，但AC输入电流却呈高幅值的尖峰脉冲，如图2所示。
这种严重失真的电流波形含有大量的谐波成份，引起线路功率因数严重下降。
在正半个周期内（1800），整流二极管的导通角大大的小于1800甚至只有300－700，由于要保证负载功率的要求，在极窄的导通角期间会产生极大的导通电流，使供电电路中的供电电流呈脉冲状态，它不仅降低了供电的效率，更为严重的是它在供电线路容量不足，或电路负载较大时会产生严重的交流电压的波形畸变（图3），并产生多次谐波，从而，干扰了其它用电器具的正常工作（这就是电磁干扰－EMI和电磁兼容－EMC问题）。
PFC电路中UC3854的计算
PFC电路中UC3854的计算
PFC（Power Factor Correction）电路是一种用于提高电源装置输入功率因数的技术。
UC3854是一种常用的控制芯片，常用于设计PFC电路。
UC3854的计算主要涉及以下几个方面：
1. 输入滤波电感（L1）的计算
输入滤波电感用于抑制开关电源对电网的干扰，并滤波输出电流。
其计算公式为：
$$L1 = \frac{V_{in} \cdot (1 - D)}{\Delta I_L \cdot F_s}$$
其中，$V_{in}$为输入电压，$D$为开关占空比，$\Delta
I_L$为输入电流纹波，$F_s$为开关频率。
2. 输出电容（C1）的计算
输出电容用于平滑输出电流，减小输出电流波动。
其计算公式为：
$$C1 = \frac{(1 - D) \cdot I_{out}}{\Delta V_o \cdot F_s}$$
其中，$I_{out}$为输出电流，$\Delta V_o$为输出电压纹波。
3. 反馈电阻（R2）的计算
反馈电阻用于控制输出电压。
根据UC3854的数据手册，可以
通过以下公式计算出反馈电阻的取值：
$$R2 = \frac{V_{ref} \cdot R1}{V_{out} - V_{ref}}$$
其中，$V_{ref}$为UC3854的参考电压，一般为5V；$R1$为
反馈电阻。
以上是PFC电路中UC3854的计算方法，根据具体的输入和输
出参数，可以利用上述公式来计算出所需的电感、电容和反馈电阻。
请注意，在计算过程中，应注意遵守UC3854的数据手册，以确保计算的准确性和稳定性。
简述什么是PFC,PFC稳压开关电源是什么
简述什么是PFC，PFC稳压开关电源是什么PFC的英文全称为Power Factor CorrecTIon，意思是功率因数校正，功率因数指的是有效功率与总耗电量（视在功率）之间的关系，也就是有效功率除以总耗电量（视在功率）的比值。
基本上功率因数可以衡量电力被有效利用的程度，当功率因数值越大，代表其电力利用率越高。
什么是PFC？PFC是电脑电源中的一个非常重要的参数，全称是电脑功率因素，简称为PFC，等于视在功率乘以功率因素，即：功率因素=实际功率/视在功率功率因素：功率因数表征着电脑电源输出有功功率的能力。
功率是能量的传输率的度量，在直流电路中它是电压V和电流A和乘积。
在交流系统里则要复杂些：即有部分交流电流在负载里循环不传输电能，它称为电抗电流或谐波电流，它使视在功率（电压V olt乘电流Amps）大于实际功率。
视在功率和实际功率的不等引出了功率因素，功率因素等于实际功率与视在功率的比值。
视在功率：即交流电压和交流电流的乘积，用公式表示为：S=UI。
上式中，S是额定输出功率，单位是V A（伏安），U是额定输出电压，单位是V，如220V、380V等；I是额定输出电流，单位是A。
视在功率包括两部分：有功功率（P）和无功功率（Q），有功功率是指直接做功的部分。
比如使灯发亮，使电机转动，使电子电路工作等。
因为这个功率做功后都变成了热量，可以直接被人们感觉到，所以有些人就产生一个错觉，即把有功功率当成了视在功率，孰不知有功功率只是视在功率的一部分，用式表示：P=SCOS0=UICOS ＝UIF上式中，P是有功功率，单位是W（瓦），F=COS 被称为功率因数，而是在非线性负载时电压电流不同相时的相位差。
无功功率是储藏在电路中但不直接做功的那部分功率，用式表示：Q=Ssin=UIsin。
上式中，Q为无功功率，单位是var（乏）。
对于计算机和其它一切靠直流电压工作的电子电路，离开无功功率是根本无法工作的。
一般用户都认为计算机之类的设备只需要有功功率，而不需要无功功率。
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。
开关电源pf值计算公式
开关电源pf值计算公式
开关电源的功率因数（Power Factor，简称PF）是指电路中有
用功率和视在功率之间的比值。
在开关电源中，通常使用的PF计算
公式如下：
PF = 有用功率 / 视在功率。
其中，有用功率可以通过电压乘以电流再乘以功率因数来计算，即P = V I cos(θ)，其中P为有用功率，V为电压，I为电流，θ为电压和电流的相位差角度，cos(θ)为功率因数。
视在功率则
可以通过电压乘以电流来计算，即 S = V I。
综合以上公式，开关电源的功率因数PF可以通过 P / S 来计算，即PF = (V I cos(θ)) / (V I) = cos(θ)。
在实际应用中，为了提高开关电源的功率因数，可以采取一些
措施，如使用功率因数校正电路、加装无功补偿装置等。
这些措施
可以帮助改善开关电源的功率因数，提高电网能源利用率，并减少
对电网的污染。
总的来说，开关电源的功率因数计算公式是PF = cos(θ)，其中θ为电压和电流的相位差角度。
通过合理设计和控制，可以改善开关电源的功率因数，从而提高能源利用效率和减少能源浪费。
开关电源参数计算(精)
1. 原理图2. 技术指标(1输入电压:185V AC~240VAC(2输出电压 1:+5VDC,额定电流 1A ,最小电流 750mA ; (3输出电压 2:+12VDC,额定电流 1A ,最小电流 100mA ; (4输出电压 3:-12VDC ,额定电流 1A ,最小电流100mA ; (5输出电压 4:+24VDC,额定电流 1.5A ,最小电流 250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最大 100mV (峰峰值 ; +24V:最大 250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V :最大± 5%; +24V:最大± 10%; (8效率:大于 80% 3. 参数计算 (1输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =⨯+⨯⨯+⨯= (3-1 (2输入功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2 (3直流输入电压: 采用单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =⨯ (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =⨯(3-4(4最大平均电流:(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=== (3-5(5最小平均电流:(min(max81.250.24340in in in P WI A V === (3-6 (6峰值电流:可以采用下面两种方法计算,本文采用式(3-8的方法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V⨯======⨯ (3-7min 5.55.581.251.71262out Pk C in P WI I A V V⨯==== (3-8 (7散热:基于 MOSFET 的反激式开关电源的经验方法:损耗的 35%是由 MOSFET 产生, 60%是由整流部分产生的。
开关电源参数计算
开关电源参数计算
开关电源参数的计算主要涉及到输入输出电压、电流、功率等参数的计算。
以下是一些基本的计算方法：
1. 输入电压和电流的计算：
* 输入电压（Vin）：通常根据电源的额定电压和输入电压范围来确定。
* 输入电流（Iin）：根据电源的额定功率和输入电压来计算。
公式为：Iin = P/Vin。
2. 输出电压和电流的计算：
* 输出电压（Vout）：通常根据电源的额定输出电压和输出电压范围来确定。
* 输出电流（Iout）：根据电源的额定功率和输出电压来计算。
公式为：Iout = P/Vout。
3. 功率计算的参数包括：
* 输入功率（Pin）：Pin = Vin * Iin
* 输出功率（Pout）：Pout = Vout * Iout
* 电源效率（η）：η = Pout / Pin
4. 纹波电流和纹波电压的计算：
* 纹波电流（△I）：△I = (Iout * Dmax) / (Ton / T)
* 纹波电压（△V）：△V =(△I * R) / (Vin * Dmax)
5. 电感量的计算：
* 电感量（Lp）：Lp = (Vin * Dmax) / (Ipeak * Fsw)
6. 饱和电流的计算：
* 饱和电流（Imax）：Imax = 1.2 * Iout
7. 电感饱和电流取值的考虑因素：在计算得到的饱和电流基础上，乘以1.5或1.2倍，留有余量。
8. 开关频率的选择：纹波电流与开关频率有关，需要根据具体应用选择合适的开关频
率。
请注意，以上计算方法仅供参考，实际应用中可能需要根据具体的设计要求和电路情况进行调整。
反激式开关电源变压器计算
计算变压器1. 已知参数：最小输入电压VIN(min)=85V最大输入电压VIN(min)=264V输出电压VO=12V输出电流IO=2A输出功率PO=24W设定效率=0.8PFC开关频率=65KHZ开关周期T=15.3846154us2.计算初次侧电流设定反射电压VOR=85V 设定最低输入电压情况下最大占空比Dmax=0.41425021计算最大导通时间TON=6.37308011uS计算输入平均电流Iiav=0.24960479A设定KRP=0.67计算DeltaI=0.60707639计算输入端峰值电流Iipk=0.90608416A计算输入电流有效值Iirms=0.40388208A3.选择合适的磁芯：计算所需磁芯的窗口乘积-Aneed=2000mm^4选择磁芯EFD25电感系数AL=uH/N^2有效磁芯截面积Ae=58mm^2窗品面积Aw=67.89mm^2有效磁路长度Le=mm有效体积Ve=mm^3窗口乘积3937.62mm^4 4.计算初次级匝数计算导通时间Ton=6.37308011usToff=9.01153527us计算初级匝数np=66.0328016匝计算初次级匝比n=6.8计算次级匝数ns=9.71070612匝5.计算初级电感Lp计算初级电感量Ip=1261.75307uH6.计算初次级电流输出电流峰值Iopk=6.16137231A输出电流有效值Iorms=3.26578961A选取电流密度J=6A/mm^2计算初级线圈直径Di=0.29283086mm计算次级线圈直径Do=0.83269057mm7.验证BmaxBmax=0.29850746T提示：密码1111，请勿更改70V-120V之间Dmax=VOR/(VOR+1.414*VINMIN)Iiave=p0/效率/1.414/VinminKRP=DeltaI/IpkIrms=Iipk*((krp^2/3-krp+1)*D)^0.5PO=6500*PO/(DeltaB*J*F) DeltaB=0.2T;J=6A/MM^2;Ton=T*Dnp=1.414*Vinmin*Ton/DeltaB/Aens=np/nIp=1.414*VINmin*TON/DeltaIIopk=Iipk*nIrms=Iopk*((krp^2/3-krp+1)*(1-D))^0.5D=(4*Iirms/3.14/j)^0.5Bmax=L*Iipk/Ae/nPFC电感计算-CCM。
PFC计算
参考开发二部的方案设计报告表3 PFC升压电感设计1.3.2 PFC 电路开关管选取开关管漏源极的最大承受电压约为400V ，考虑瞬态时漏感电压尖峰，尖峰电压可取输出电压的10%，则漏源极的最大承受电压约为440V 。
开关管电流有效值为A V V V P I PFCo ac ac OPFCrms m 408.4321622_min _min__=××××-×××=πη实际选取ST 公司的STW62NM60N ，具体参数如下：pFC ns t ns t ns t ns t nC Q R A I V V oss f off d r on d g on DSD DSS 250,012,65,30,50,741,904.0,65,600)()()(=========Ω 导通损耗W R I P on DS rmsm cond 0.4762)(2_=⨯=开关损耗[]W V C t t I V f P PFC o oss f r peak in PFC o PFC sw 2.735.0)(5.02___=⨯⨯++⨯⨯⨯⨯=PFC 开关管总损耗：W P P P sw cond 3.206m =+=1.3.3 PFC 电路整流管选取整流管所承受的最大电压约为400V ，考虑瞬态漏感尖峰，尖峰电压可取输出电压的10%，则整流管承受的最大电压约为440V 。
实际选取LXA08T600，V RMM =600V ，I F =8A ，nc Q RR 82=查LXA08T600的资料可知，在电流为1.1A 时V F =1.0V （25℃），其电压电流应力均满足设计要求。
整流管损耗W Q V f I V P RR PFC o PFC PFC o F PFC 2.1665.0__d_=⨯⨯⨯+⨯=。
开关电源参数计算（精）
开关电源参数计算（精）1. 原理图2. 技术指标(1输⼊电压:185V AC~240VAC(2输出电压 1:+5VDC,额定电流 1A ,最⼩电流 750mA ; (3输出电压 2:+12VDC,额定电流 1A ,最⼩电流 100mA ; (4输出电压 3:-12VDC ,额定电流 1A ,最⼩电流100mA ; (5输出电压 4:+24VDC,额定电流 1.5A ,最⼩电流 250mA ;(6输出电压纹波:+5V,±12V :最⼤ 100mV (峰峰值 ; +24V:最⼤ 250mV (峰峰值(7输出精度:+5V,±12V :最⼤± 5%; +24V:最⼤± 10%; (8效率:⼤于 80% 3. 参数计算 (1输出功率:5V 112V 1224V 1.565out P A A A W =?+??+?= (3-1 (2输⼊功率:6581.2580%0.8out in P WP W === (3-2 (3直流输⼊电压: 采⽤单相桥式不可控整流电路(max240VAC 1.414=340VDCin V =? (3-3 (min185VAC 1.414=262VDCin V =?(3-4(4最⼤平均电流:(m a x(m i n 81. 250. 31262inin in P W I A V V=== (3-5(5最⼩平均电流:(min(max81.250.24340in in in P WI A V === (3-6 (6峰值电流:可以采⽤下⾯两种⽅法计算,本⽂采⽤式(3-8的⽅法。
(minmax (min(min225581.251.550.4262out out out Pk C in in in P P P W I I A V D V V V======? (3-7min 5.55.581.251.71262out Pk C in P WI I A V V==== (3-8 (7散热:基于 MOSFET 的反激式开关电源的经验⽅法:损耗的 35%是由 MOSFET 产⽣, 60%是由整流部分产⽣的。
开关电源参数计算(带PFC)..
LITHz
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開關電源參數計算
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⑤ 变压器主线圈感值的确定 因为变压其前端输入电压固定 , 所以不论任何输入电压 , 主 MOS 的开关频率几乎固定不变,设变压器的变比为N,开关频率 为f主,, (经试验测得N=11 f主=70KHz)MOS管上的电压和流经变压 器的电流如下图所示:
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PFC相关参数的计算
①最低输入电压的确定 如图： 电压
电流
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D=Ton/(Ton+Toff) 则：Ton=D/FPFC, Toff=(1-D)/ FPFC 上升斜率=ΔＩ/ Ton 下降斜率=ΔＩ/ Toff 又根据电感的特性方程： U=Ldi/dt 得 当PFC MOS管导通时 √2Uimin=LΔＩ/ Ton ⑪ 当PFC MOS管截止时 U0高压－√2Uimin=LΔＩ/ Toff ⑫ ⑪/⑫可得：√2Uimin／(U0高压－√2Uimin)=Toff/Ton=(1-D)/D 由上式可得 Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2 由此式可知，电源输入电压的最小值是由PFC MOS占空比和PFC 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的，在PA-1151-3电路 中，U0高压＝390V,PFC芯片L6561最大占空比 有
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PFC电路原理及其相关计算
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一.PFC电路基本原理
PFC电路简介及设计计算
PFC电路简介及设计计算传统的工频交流整流电路，因为整流桥后面有一个大的；要设计一个功率因数校正电路，首先我们要给出我们的；已知参数：；交流电源的频率fac——50Hz最低交流电压有效；开关频率fs——65KHz输出电压纹波峰峰值Vo；那么我们可以进行如下计算：；1，输出电流Iout=Pout/Udc=600/；2，最大输入功率Pin=Pout/η=600/0；3，输入电流最大有效传统的工频交流整流电路，因为整流桥后面有一个大的电解电容来稳定输出电压，所以使电网的电流波形变成了尖脉冲，滤波电容越大，输入电流的脉宽就越窄，峰值越高，有效值就越大。
这种畸变的电流波形会导致一些问题，比如无功功率增加、电网谐波超标造成干扰等。
功率因数校正电路的目的，就是使电源的输入电流波形按照输入电压的变化成比例的变化。
使电源的工作特性就像一个电阻一样，而不在是容性的。
目前在功率因数校正电路中，最常用的就是由BOOST变换器构成的主电路。
而按照输入电流的连续与否，又分为DCM、CRM、CCM模式。
DCM模式，因为控制简单，但输入电流不连续，峰值较高，所以常用在小功率场合。
CCM模式则相反，输入电流连续，电流纹波小，适合于大功率场合应用。
介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界连续模式，这种模式通常采用变频率的控制方式，采集升压电感的电流过零信号，当电流过零了，才开通MOS管。
这种类型的控制方式，在小功率PFC电路中非常常见。
今天我们主要谈适合大功率场合的CCM模式的功率因数校正电路的设计。
要设计一个功率因数校正电路，首先我们要给出我们的一些设计指标，我们按照一个输出500W左右的APFC电路来举例：已知参数：交流电源的频率fac——50Hz最低交流电压有效值Umin——85Vac最高交流电压有效值Umax——265Vac输出直流电压Udc——400VDC输出功率Pout——600W最差状况下满载效率η——92%开关频率fs——65KHz输出电压纹波峰峰值Voutp-p——10V那么我们可以进行如下计算：1，输出电流Iout=Pout/Udc=600/400=1.5A2，最大输入功率Pin=Pout/η=600/0.92=652W3，输入电流最大有效值Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A4，那么输入电流有效值峰值为Iinrmsmax*1.414=10.85A5，高频纹波电流取输入电流峰值的20%，那么Ihf=0.2*Iinrmsmax=0.2*10.85=2.17A 6，那么输入电感电流最大峰值为：ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A7，那么升压电感最小值为Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH8，输出电容最小值为：Cmin=Iout/(3.14*2*fac*Voutp-p)=1.5/(3.14*2*50*10)=477.7uF，实际电路中还要考虑hold up时间，所以电容容量可能需要重新按照hold up的时间要求来重新计算。
开关电源参数计算
PFC相关参数的计算
①最低输入电压的确定 如图： 电压
电流
D=Ton/(Ton+Toff) 则：Ton=D/FPFC, Toff=(1-D)/ FPFC 上升斜率=ΔＩ/ Ton 下降斜率=ΔＩ/ Toff 又根据电感的特性方程： U=Ldi/dt 得 当PFC MOS管导通时 √2Uimin=LΔＩ/ Ton ⑴ 当PFC MOS管截止时 U0高压－√2Uimin=LΔＩ/ Toff ⑵ ⑴/⑵可得：√2Uimin／(U0高压－√2Uimin)=Toff/Ton=(1-D)/D 由上式可得 Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2 由此式可知，电源输入电压的最小值是由PFC MOS占空比和PFC 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的，在PA-1151-3电路 中，U0高压＝390V,PFC芯片L6561最大占空比
实际测得PFC 芯片工作最低频率26.74KHz
開關電源參數計算
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⑤ 变压器主线圈感值的确定 因为变压其前端输入电压固定 , 所以不论任何输入电压 , 主 MOS 的开关频率几乎固定不变,设变压器的变比为N,开关频率 为f主,, (经试验测得N=11 f主=70KHz)MOS管上的电压和流经变压 器的电流如下图所示:
讨论： 从上述关于二次侧整流二极管所流电流峰值的公式中可以看 到，此峰值电流只和效率，输出电流有关。
在这里我们可以把I看作是η的函数，对其求导得 : I.’= -2/η2. 所以I是递减函数，其大致曲线如图 :
⑦主MOS耐压值的确定
从变压器的电流波形可知,电流在减少时会产生一个反电动势。 在主MOS导通时有: V0高压=(ΔＩ/Δ ton)*L主 (电感特性) = Δ Ф /Δ t=Δ B * S *N /Δ ton (法拉第电磁感应定律) 从中可以导出 Δ B=( V0高压Δ ton)/SN 在截止时,由法拉第电磁感应定律： ε=ε反+ε漏=Δ Ф /Δ tr=Δ B *S *N /Δ tr =(V0高压Δ ton)/ Δ tr 上式变形后得; ε*Δ tr= V0高压Δ ton (面积相等,tr 包括泄磁阶段,恢复阶段) 同时在截止时,由二次测反加回一次侧的电压ε反大小应为 ε反=V0’*N 这样在主MOS上产生的压降为 V=V0高压+ε反= V0高压+V0’*N 在考虑主变压器的漏感时有下述方程： ε漏=(Ip/tr泄磁)*L漏
电源设计之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。
连续模式的根本关系：1. 确定输出电压U o输入电网电压一般都有一定的变化X 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顶峰值电压的1.05~1.1倍。
例如，输入电压220V ，50Hz 交流电，变化X 围是额定值的20%(Δ=20)，最顶峰值电压是220××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防止饱和。
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oimim o p U U U D 2max -= (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〔否如此降低开关频率〕，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If D U L p i ∆=maxmin 2 (3) 其中：max 22i I k I =∆,k =0.15~0.2。
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⑦主MOS耐压值的确定
从变压器的电流波形可知,电流在减少时会产生一个反电动势。 在主MOS导通时有: V0高压=(ΔＩ/Δ ton)*L主 (电感特性) = Δ Ф /Δ t=Δ B * S *N /Δ ton (法拉第电磁感应定律) 从中可以导出 Δ B=( V0高压Δ ton)/SN 在截止时,由法拉第电磁感应定律： ε=ε反+ε漏=Δ Ф /Δ tr=Δ B *S *N /Δ tr =(V0高压Δ ton)/ Δ tr 上式变形后得; ε*Δ tr= V0高压Δ ton (面积相等,tr 包括泄磁阶段,恢复阶段) 同时在截止时,由二次测反加回一次侧的电压ε反大小应为 ε反=V0’*N 这样在主MOS上产生的压降为 V=V0高压+ε反= V0高压+V0’*N 在考虑主变压器的漏感时有下述方程： ε漏=(Ip/tr泄磁)*L漏
将η2=0.85, I0=12.5A（正常工作）, N=11, R=(2*511)KΩ, f入＝47Hz代入 上式得到电容值为18.0327uF
若取I0=17A,则对应的电容容值为25.524uF. ⑨ 关机时间的确定 由能量关系可知，电容上消耗的能量应等于负载得到的能量，随着电 容上电压的下降，为了保持输出端电压的稳定，MOS管会逐渐增加占空比 ，但当占空比达到极大值 。
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2.能源浪费问题: 过低的功率因数值若是从能量之观点来解释,意味着输入电流的 总谐波失真(Total Harmonic Distortion,THD)很高，因此一部 传统式电源从标准插座（Standard Outlet)上所吸取之功率将 只有插座上额定功率的五分之三左右，异言之将有五分之二的 能量消耗在高频谐波电流上。 因此为了提升电源转换器之输出额定功率，减少能源浪费 及杂讯干扰功率因数较正是有其必要的。 二.功率因数修正技术 一般的桥式整流之所以会导致PF值较低，可有以下讨论看出， 如图所示，全桥式整流只有在电源电压Vi高于电容电压Vo时才 会导通，在这些期间输入电流必须供应半周所需之能量，因此 其波形呈现高尖之特性，这样的波形含有大量的高次谐波，其 功率因数也只能达到0.5~0.7。
从耐压值的公式上看到，这个高压和输出电流的大小有一定的 关系，但是从公式中可知及便时满载输出由漏感所引起的反向电 压也只有23V.也就是说不论机台输出与否，只要处在工作之中， 那么主MOS管就要承受压降。
主变压器泄磁波形
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⑧ PFC电容的确定 由电容的定义式C=ΔQ / ΔU, 所以只需确定 ΔQ ，ΔU即可。因 为电容上的电压应是一个近乎于稳定的高压直流电压，但实际上是一 个直流量和交流量的迭加如图 ,所以ΔU应对应于交流电压在MOS管道 通时的改变量。ΔQ应对应于在MOS管道通时改变的电量。
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实际测得PFC 芯片工作最低频率26.74KHz
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開關電源參數計算
By Cd Zhang QE Department, QRA LITEON electronics (Dongguan) co.,LTD
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⑤ 变压器主线圈感值的确定 因为变压其前端输入电压固定 , 所以不论任何输入电压 , 主 MOS 的开关频率几乎固定不变,设变压器的变比为N,开关频率 为f主,, (经试验测得N=11 f主=70KHz)MOS管上的电压和流经变压 器的电流如下图所示:
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④电源输出极限电流的确定 由上述的PFC感知的确定公式可以导出I0 I0=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0 LPFC FPFC) 从上述公式可知若要电源输出极限电流，则PFC电路的工作频 率最低，且占空比最大。 将DMAX=0.7, η1=0.73, LPFC=320uH, FPFC=27KHz代入得 I0MAX=16.867A (实际测得输出极限电流为17.1A) 同时从上述得输出电流公式也让我们看到了在电源输出任意电 流值的情况下，占空比和PFC电路工作频率之间的关系。
从电流变比的关系很容易计算出二次侧电流的峰值 Ipeak=N(X+Y)= I0(2-η2)/η2 取 η 2 等 于 0 . 8 5 ， I0 等 于 1 2 . 5 A ( 正 常 工 作 ) 得 Ipeak=16.912A I0等于17A (工作极限)得 Ipeak=23A
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讨论： 从上述关于二次侧整流二极管所流电流峰值的公式中可以看 到，此峰值电流只和效率，输出电流有关。
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PFC相关参数的计算
①最低输入电压的确定 如图： 电压
电流
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D=Ton/(Ton+Toff) 则：Ton=D/FPFC, Toff=(1-D)/ FPFC 上升斜率=ΔＩ/ Ton 下降斜率=ΔＩ/ Toff 又根据电感的特性方程： U=Ldi/dt 得 当PFC MOS管导通时 √2Uimin=LΔＩ/ Ton ⑪ 当PFC MOS管截止时 U0高压－√2Uimin=LΔＩ/ Toff ⑫ ⑪/⑫可得：√2Uimin／(U0高压－√2Uimin)=Toff/Ton=(1-D)/D 由上式可得 Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2 由此式可知，电源输入电压的最小值是由PFC MOS占空比和PFC 电路最终输出的高压直流电压的数值而决定的，在PA-1151-3电路 中，U0高压＝390V,PFC芯片L6561最大占空比 有
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所以加在MOS管上的总压降是 V= V0高压+V0’*N+ε漏 = V0高压+(V0/D主)*N+(Ip/tr泄磁)*L漏
又因为ε反应当相等，则 ε反=(V0高压Δ ton)/ Δ tr-ε漏 1式 ε反= V0’*N 2式 通过1,2两式可以得出 Δ ton=｛( V0’*N+ε漏)/ V0高压｝*Δ tr
从上述解中可得到一个隐函条件,即Y≧0. 因为主MOS管在道通时,变压器的 电流不可能下降.所以从Y≧0条件中解得 U0/ D主η2U0高压≧1/N
得
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D≦U0N/η2U0高压 即主MOS管的最大占空比 因为在二次侧应属于降压型电路,则输入与输出应符合 输出=输入*D 对于此电路应有 U0=D主U0高压/N 可得: D主= U0N /U0高压 将D主=U0N/ U0高压代入L得表达式有 X=I0/N Y=2(1-η2)I0/Nη2 L=U0N2η2/(2I0F主(1-η2)) 将U0=12V, N=11, η2 =0.5, I0=1A(实际测得在输出电流为1A时,电源效率 为46.5%,考虑到此效率是变压器前端至输出的效率 ,所以取η2 =0.5),F主 =70KHz 代入L的表达式得到L的感值大小 L=10.37mH (实际测得11.2mH)
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CH4为电流波形：
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③PFC 电感感值的确定 因为在PFC MOS管截止时,PFC电感上的电流不会突变,所以下降得电流会流 过D102,所以对于D102,它所流经的最大电流应为 I=ΔＩ＝２√２UoIo/η1Uimin 又√2Uinmin=LPFCΔＩ/Δt=(2LPFCUoIofPFC√2)/(η1DpfcMAXUinmin) 可得： LPFC=(Dpfcmaxη1Uimin2)/( 2U0I0FPFC) 将Uimin=U0高压(1-DpfcMAX)/√2代入上式 LPFC=(U0高压2(1-DMAX)2DMAXη1)/(4U0I0FPFC) 从L的关系式可知L的大小由输出最大电流Io, PFC MOS管的最低工作频率 fPFC、最大占空比Dpfcmax,最小输入电压Uimin,电源效率η1,共同决定的。 将DpfcMAX=0.7, η1=0.73, U0=12V, I0=12.5A(fan=0.5A), FPFC=35KHz代 入上式得 LPFC=320uH, （实际测得LPFC=315uH）
y x
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由功率守衡可知; U0高压*Irms=W功/η2=U0 I0/η2 可得; Irms=U0I0/ U0高压η2 下面列方程,主要依据： 一周期中变压器上升的电流有效值应等于Irms 上升斜率应符合电感特性方程 U=Ldi/dt 初次级电流的变比应符合N.倍的关系. 因此得到方程组. X*D主/F主+½ Y*D主/F主=Irms/F主 YF主/D主= U0高压/L I =X= I0 /N 解得; X= I0/N Y=2I0(U0/D主η2U0高压-1/N) L=D主2U0高压2η2N/(2 I0 F主( U0 N- D主η2U0高压))
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PFC电路原理及其相关计算
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一.PFC电路基本原理
一.简介
稳定的能源设备除了能供应系统维持正常的功能外并影响整个系统的特 性，再者当今能源短缺急需节约能源潮流的驱使下，设计产生高效率的能源 设备，减少能源浪费是为众所追求的目标。并且在电力品质与电力性能方面 也必须有较严格的标准，例如：较大的额定功率,较小的杂讯干扰，较理想 的能源使用率等等，都是设计电路必须考虑的问题，而电源转换器之功率因 数则直接影响上述性能。 一般而言，提升功率因数直接影响下述问题： 1.杂讯干扰问题。 由于桥式整流所所产生之输入电流一不规则且不连续之脉动电流，含有大 量之高频谐波，因此对于一些电子周边设备将产生一些不必要的干扰，。故 为了抑制高频谐波电流干扰必须利用外加电路来修正输入电流使其接近正弦 ，如此方能降低输入电流中之高频谐波含量进一步克服杂讯干扰的问题。
取V0高压=390V, V0=12V, D主=0.3385, N=11, Ip=1.537A, tr泄磁=2uS, L漏=30uH 带入上式得 ; V=390+389.9+23.055=802.955V