高频开关电源设计与应用实例

2020-09-10 16:44字体:
  

  功率因数校正电途的方针,即是使电源的输入电流波形服从输入电压的蜕变成比例的蜕变。使电源的做事特征就像一个

  目前正在功率因数校正电途中,最常用的即是由BOOST变换器组成的主电途。而服从输入电流的继续与否,又分为DCM、CRM、CCM形式。DCM形式,由于左右简便,但输入电流不继续,峰值较高,是以常用正在小功率场面。CCM形式则相反,输入电流继续,电流纹波小,适合于大功率场面利用。介于DCM和CCM之间的CRM称为电流临界继续形式,这种形式大凡采用变频率的左右体例,收罗升压电感的电流过零信号,当电流过零了,才开通MOS管。这品种型的左右体例,正在小功率PFC电途中非凡常睹。

  要策画一个功率因数校正电途,最初咱们要给出咱们的极少策画目标,咱们服从一个输出500W操纵的APFC电途来举例:

  PFC电途的升压电感的磁芯,咱们可能有众种抉择:磁粉芯、铁氧体磁芯、开了气隙的非晶/微晶合金磁芯。这几种磁芯是各有优毛病,听我逐一道来。

  磁粉芯的好处是,μ值低,是以不必格外再开气隙了。气隙均匀,漏磁小,电磁搅扰比拟低,不易饱和。毛病是,根本是环形的,绕线比拟贫困,只是目前商场上也浮现了EE型的。别的,μ值随磁场强度的增众会低浸。策画的期间须要屡次迭代准备。

  铁氧体磁芯的好处是损耗小,规格众,价值低廉,开了气隙后,磁导率安定。毛病是须要开气隙,别的饱和点比拟低,耐直流偏磁才干比拟差。

  非晶/微晶合金的好处是饱和点高,开气隙后,磁导率安定。同样毛病是须要开气隙。别的,多数是环状的。

  正在此申明一下,环形铁芯固然绕线比拟贫困,没有E型什么带骨架的那种容易绕。不过环形铁芯绕出来的电感散布电容小,对改日管束电磁兼容带来了良众方便之处。E型的骨架绕线凡是都是绕好几层,那么层间电容比拟大,对EMC出现晦气影响。别的,开气隙的铁芯,正在气隙处,铜损会变大。由于气隙处的漏磁正在铜线上出现涡流损耗。

  下面咱们就抉择一种环形磁粉芯来行为咱们PFC电感的磁芯。咱们上面依然准备出了几个参数:

  也即是说服从最大的输入电流时来准备的。是以电流密度取的裕量比拟大。实践服从区别的本钱恳求,也可能把电流密度取大极少,比这样处取电流密度为8A/平方毫米的线毫米这也是可能承担的。

  由于是CCM形式的做事体例,基波是低频的半正弦波,正在此处咱们就不推敲趋肤效应了。选用单根的漆包线就可能了。

  准备磁芯巨细的本事有几种,最常用的即是AP法,但实践上,由于磁粉芯的磁导率随磁场强度蜕变较大,准备常常须要迭代反复。别的,由于磁环的规格相比照较少。咱们就不必AP法准备了。而是直接拿磁芯参数过来准备,几次就可能获得须要的磁芯了。经历越充裕,准备就越速了。

  适适用来做PFC电感的磁粉芯厉重有三类:铁镍钼(MPP)、铁镍50(高磁通)、铁硅铝(FeSiAl)。个中,铁镍钼粉芯的饱和点或者正在B=0.6相近。然后两者都可能到达1以上。

  从图上可能望睹,当磁场强度上升的期间,磁导率鄙人降。那么电感量也就会低浸。是以,咱们心愿电感量正在接受直流偏磁时不要跌落的太众,那么策画所抉择的磁场强度就不行太高。咱们选用初始磁导率μ0=60的铁硅铝粉芯,那么可能从图中看到,当磁场强度为100Oe时,磁导率尚有原本的42%,而当磁场强度为100Oe时,磁感受强度为0.5T,远未到饱和点。咱们就把策画最大磁场强度定为100Oe。

  因为100Oe时,磁导率唯有初始值的42%,是以咱们要对上式中的Al乘上这个系数。那么带入相干的参数L=709uH,I=11.94A,咱们有:

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