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，()

()400043480.92

O 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()0.921980.998

O 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 V

ππ∆==⨯=⨯⨯⨯⨯⨯⨯； 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)1444008122563175

OUT MIN W ms C uF V V ⨯⨯====--，增加20%余量：()

25333166.25110.2

OUT 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。

3. 升压电感（L BST ）计算

注：由以上叙述可知，升压电感的纹波电流应该小于最大电流的40%；参阅IR1153应用规格书2000W PFC 计算如下：

当P OUT =4000W 时，选择典型的纹波因数20%η=计算，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()0.921980.998

O MAX IN RMS MAX MIN IN RMS MIN P W I A V PF V η===⨯⨯

; ()()2231.1IN PEAK MAX IN RMS MAX I A A ===;

在最大输入电流时纹波电流：()20%20%31.1 6.22L IN PEAK MAX I I A A ∆=⨯=⨯=; 电感的峰值电流为：()() 6.2231.134.2122L L PK MAX IN PK MAX I A I I A A ∆=+=+=；

因为：()()198280IN PK MIN IN RMS MIN V V V V ===； 则电压转换比率：()3802800.263380O IN PK MIN

O V V V V D V V

--===； 升压电感L BST 计算：()2800.263533.322.2 6.22IN PK MIN BST SW L

V D

V L uH f I kHz A ⨯⨯===⨯∆⨯； 所以4000W PFC 的升压电感L BST 可以选择一个500uH 的电感。

2014-11-08