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Boost拓扑实现的PFC输出电容快速估算法
阅读: 1040 |  回复: 12 楼层直达

2021/03/19 13:43:03
1
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

  在DC/DC应用中Boost电路的输出电容选择方法与之前反激电路(Buck-Boost)一样,而用于AC/DC中分析方法就有所不同了。在前面的分析中已知电解电容的临界ESR纹波频率约为2kHz左右,在PFC应用中电容上的输入频率为2倍工频频率既100Hz(或120Hz),这么低的频率下ESR电阻对纹波的影响是可以忽略的。以下图PFC电路为例:

                          图3-1 Boost拓扑实现的PFC电路

输入AC220、输出DC400V、工频50Hz、功率300W、负载533、电容100uF,按照上图中的参数获得的波形曲线如下:

                           图3-2 连续模式PFC波形

  Boost电路的特点是输入电流连续、输出电流断续,而PFC电路上的主要纹波是由工频周期产生远大于开关纹波,用下图来进行分析说明:

                                图3-3 PFC电路输出纹波计算

  纹波的计算依然采用公式△V=q/Co,上左图(a)电感电流是连续的上右图(b)实际流经输出二极管的电流是断续的,将输出电流做“连续化”处理后就得到图中蓝色曲线(Iavg)其与输出电流Io所围成的面积就是工频周期的充、放电电荷q。基本公式如下:

  观察上左图(a)当输出电流Io一定时电荷量q也是一定的,因而可以整理出一个常系数方程避免每次都进行三角函数的积分运算从而得出一个快速估算方法:

  其中的常系数为0.159(1/2π),fo=50Hz(或60Hz)(理论计算的结果△Vpp=23.85与仿真结果相近)。

  这个估算方程同样也适用于临界模式的PFC,见下图仿真

                          图3-4 临界模式PFC波形

标签 电容 Boost
2021/03/20 20:58:42
2
XHH9062[实习版主]
电源币:1776 | 积分:38 主题帖:13 | 回复帖:533
LV8
师长
我的理解是,根据输出纹波电流大小,去选取电解电容,当然楼主的计算方案也是可以的
2021/03/21 09:05:21
3
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
能得出正确结果又不复杂的都是好方法
2021/03/22 17:37:19
6
飞翔2004
电源币:3979 | 积分:14 主题帖:183 | 回复帖:879
LV9
军长
学习,在实际应用中由于输出纹波电压的存在,计算的最小电容值可能不够。
2021/03/22 21:44:35
7
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长
这是满足纹波要求的最小电容,如果再考虑电压的过冲或跌落有可能要增大容量。
2021/03/24 16:17:04
13
k6666
电源币:977 | 积分:6 主题帖:100 | 回复帖:594
LV9
军长
这个是产品体积有限制要求吗?选的电容容值小。
2021/03/21 21:21:35
4
Richie_Li
电源币:14 | 积分:5 主题帖:11 | 回复帖:4
LV3
排长
有时候比较懒,就直接按照1W功率配2uF电解电容估算
2021/03/22 08:55:51
5
boy59[版主]
电源币:1622 | 积分:113 主题帖:88 | 回复帖:365
LV9
军长

这个应该不是PFC电容的估算方法而是普通的AC/DC母线电容的估算方法,一般是1uF/W~3uF/W,更为准确的估算方法参考下面这个帖子

https://www.dianyuan.com/bbs/2497001.html

2021/03/22 22:21:08
8
bake_ql
电源币:192 | 积分:0 主题帖:0 | 回复帖:165
LV5
营长

Iin的ripple开关次在这里没有用到;

电容受holdup time 的限制

2021/03/22 22:55:53
9
yujunice
电源币:26 | 积分:47 主题帖:3 | 回复帖:114
LV4
连长
电解电容一般Gesr=60*10^-6,根据公式可以计算出当前条件下电解电容的临界频率为2.7kHz左右,通常开关电源频率都在几十kHz以上所有如果输出采用的是电解电容可以直接用输出峰值电流乘以ESR电阻来估算(Ipk1*ESR),至此完成了反激电路最小输出电容的估算。
2021/03/23 12:21:36
10
ZH电子达人
电源币:0 | 积分:3 主题帖:0 | 回复帖:20
LV2
班长
PFC用BOOST升压方法,反激实现直流变交流电感滤波再变直流,再经过大电容,虽然频率不算太高,还是推荐选低ESR的电容,要用的不好,会造成电容发热量更大。影响整 体稳定性的。
2021/03/23 14:08:20
11
lihui710884923
电源币:495 | 积分:1 主题帖:177 | 回复帖:556
LV9
军长
功率因数计算的话,有没有excel表格形式?
2021/03/23 16:24:24
12
dog41
电源币:1126 | 积分:21 主题帖:48 | 回复帖:244
LV6
团长
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