對(duì)于很多工程師來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)電源PFC電感的計(jì)算比較懵，今天我對(duì)臨界模式下的PFC做了一下簡(jiǎn)單的推導(dǎo)，我覺(jué)得比反激正激變壓器要更好更容易計(jì)算，也更好理解。 好了我們一起進(jìn)入正題 我們要計(jì)算就得找切入點(diǎn)，我們都知道升壓PFC我們計(jì)算都是在最低輸入交流電壓下，電壓波峰時(shí)來(lái)計(jì)算。 我們?yōu)槭裁凑疫@個(gè)點(diǎn)？因?yàn)檫@個(gè)點(diǎn)是最特殊的，最方便計(jì)算的，因?yàn)樗谶@個(gè)時(shí)候剛好是頻率最低的地方也就是，也是我們最容易飽和的地方。 1、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）計(jì)算既有特殊性（頻率最低）容易計(jì)算。 2、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時(shí)候這樣算出來(lái)能保證整個(gè)范圍不飽和。 對(duì)于第二點(diǎn)我們很好理解，請(qǐng)看下圖，以及下面的圖和公式一起分析。 磁通密度公式 最大磁通密度Bmax不超過(guò)限值磁芯就不會(huì)飽和，如果一個(gè)電感確定之后，Ae、Np和Lp都是固定了的。所以不B值的公式僅僅與Ip有關(guān)。 我們?cè)倏聪律厦娴膱D片，首先由于PFC把電流波形整形后，電流波形與電壓波形跟隨，我們能一眼看出在這個(gè)電壓波峰值時(shí)就是電流的波峰值。 然后，由于輸出功率一定（比如額定功率），電壓越高電流就越低，電壓越低電流就越高，所以電流在最低交流輸入電壓的時(shí)候是最高的。 根據(jù)上述分析很容易判斷出，最高峰值電流一定是在，最低交流輸入時(shí)的波峰處。 至此，第2點(diǎn)就證明出來(lái)了。 下面我們?cè)賮?lái)證明第1點(diǎn)是否正確，對(duì)于第1點(diǎn)的證明稍微復(fù)雜一點(diǎn)，不過(guò)不要緊我們一步步來(lái)。 PFC的最低開(kāi)關(guān)頻率實(shí)際上是由電感來(lái)決定的。 我們假設(shè)一個(gè)PFC開(kāi)關(guān)電源輸入電壓Vin為Vac，在開(kāi)關(guān)MOS VT1導(dǎo)通時(shí)，PFC升壓電感T兩端的電壓是Von，當(dāng)開(kāi)關(guān)MOS VT1關(guān)斷時(shí)電感T兩端的電壓是Voff，輸出電壓為Vo，波峰處的峰值電流為Ipk（關(guān)于在額定負(fù)載下Ipk只要輸入電壓固定了Ipk就固定了）。 我們寫(xiě)一下簡(jiǎn)單的關(guān)系式。 輸入電壓中取一個(gè)整流后的饅頭波，Vin與時(shí)間t的函數(shù)關(guān)系，輸入電流與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系。 根據(jù)電感電流電壓時(shí)間的關(guān)系可得 Ipk是工頻點(diǎn)的最高峰值電流，Vac是最低輸入交流電壓，L是電感量，實(shí)際上可以看出導(dǎo)通時(shí)間Ton是固定不變的。 對(duì)于Ton有代數(shù)公式了，我們只要把Toff的代數(shù)公式求出來(lái)就可以把頻率f的代數(shù)公式求出。 根據(jù)公式四和公式五可以得出頻率的代數(shù)關(guān)系 由于Vac是最低輸入交流電壓是固定的，L是電感量是固定的，Pin為輸入功率基本也是固定的，我們看一下，當(dāng)θ=π/2時(shí)，sinθ=1，分子最小，而分母最大，此時(shí)頻率最低，當(dāng)θ=0時(shí)，sinθ=0，分子最大，分母最小，此時(shí)頻率最高。 到此時(shí)我們第1點(diǎn)就證明出來(lái)了。 1、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）計(jì)算既有特殊性（頻率最低）容易計(jì)算。 2、在這個(gè)點(diǎn)（最低輸入電壓波峰處）又是磁芯的磁通密度最大的時(shí)候這樣算出來(lái)能保證整個(gè)范圍不飽和。 所以我們?cè)谧畹洼斎腚妷合碌牟ǚ逦恢脕?lái)計(jì)算PFC電感是最方便的。 建議上面的推導(dǎo)過(guò)程的這2點(diǎn)，只要知道結(jié)構(gòu)就行沒(méi)必要太糾結(jié)，直接在這個(gè)點(diǎn)計(jì)算電感量就好了。 我們下面開(kāi)始計(jì)算PFC電感的電感量 首先計(jì)算出Ipk，功率/電壓 乘以根號(hào)下2 就是工頻峰值電流 D，就是Boost的占空比一樣的方法 Ton、當(dāng)然還有自己預(yù)設(shè)最低工作頻率fs_min 下面直接根據(jù)功率的公式，再引入電感量來(lái)列出公式 Pin=Vin_min*I 我們?cè)贗中引入電感的參數(shù) 先把高頻的峰值電流Ip計(jì)算一下 由于是CRM模式所以工頻峰值電流剛好就是高頻峰值電流的一半 Ip=2*Ipk Ipk=Ip/2 然后計(jì)算有效值電流 有效值電流就是工頻峰值電流除以根號(hào)下2 然后再根據(jù)功率計(jì)算公式