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Boost拓撲實現的PFC輸出電容快速估算法

  在DC/DC應用中Boost電路的輸出電容選擇方法與之前反激電路(Buck-Boost)一樣,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電解電容的臨界ESR紋波頻率約為2kHz左右,在PFC應用中電容上的輸入頻率為2倍工頻頻率既100Hz(或120Hz),這么低的頻率下ESR電阻對紋波的影響是可以忽略的。以下圖PFC電路為例:

                          圖3-1 Boost拓撲實現的PFC電路

輸入AC220、輸出DC400V、工頻50Hz、功率300W、負載533、電容100uF,按照上圖中的參數獲得的波形曲線如下:

                           圖3-2 連續模式PFC波形

  Boost電路的特點是輸入電流連續、輸出電流斷續,而PFC電路上的主要紋波是由工頻周期產生遠大于開關紋波,用下圖來進行分析說明:

                                圖3-3 PFC電路輸出紋波計算

  紋波的計算依然采用公式△V=q/Co,上左圖(a)電感電流是連續的上右圖(b)實際流經輸出二極管的電流是斷續的,將輸出電流做“連續化”處理后就得到圖中藍色曲線(Iavg)其與輸出電流Io所圍成的面積就是工頻周期的充、放電電荷q。基本公式如下:

  觀察上左圖(a)當輸出電流Io一定時電荷量q也是一定的,因而可以整理出一個常系數方程避免每次都進行三角函數的積分運算從而得出一個快速估算方法:

  其中的常系數為0.159(1/2π),fo=50Hz(或60Hz)(理論計算的結果△Vpp=23.85與仿真結果相近)。

  這個估算方程同樣也適用于臨界模式的PFC,見下圖仿真

                          圖3-4 臨界模式PFC波形

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2021-03-20 20:58
我的理解是,根據輸出紋波電流大小,去選取電解電容,當然樓主的計算方案也是可以的
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2021-03-21 09:05
@XHH9062
我的理解是,根據輸出紋波電流大小,去選取電解電容,當然樓主的計算方案也是可以的
能得出正確結果又不復雜的都是好方法
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Richie_Li
LV.3
4
2021-03-21 21:21
有時候比較懶,就直接按照1W功率配2uF電解電容估算
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2021-03-22 08:55
@Richie_Li
有時候比較懶,就直接按照1W功率配2uF電解電容估算[圖片]

這個應該不是PFC電容的估算方法而是普通的AC/DC母線電容的估算方法,一般是1uF/W~3uF/W,更為準確的估算方法參考下面這個帖子

http://www.daogou-taobao.cn/bbs/2497001.html

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飛翔2004
LV.10
6
2021-03-22 17:37
@XHH9062
我的理解是,根據輸出紋波電流大小,去選取電解電容,當然樓主的計算方案也是可以的
學習,在實際應用中由于輸出紋波電壓的存在,計算的最小電容值可能不夠。
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2021-03-22 21:44
@飛翔2004
學習,在實際應用中由于輸出紋波電壓的存在,計算的最小電容值可能不夠。
這是滿足紋波要求的最小電容,如果再考慮電壓的過沖或跌落有可能要增大容量。
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bake_ql
LV.5
8
2021-03-22 22:21

Iin的ripple開關次在這里沒有用到;

電容受holdup time 的限制

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yujunice
LV.5
9
2021-03-22 22:55
電解電容一般Gesr=60*10^-6,根據公式可以計算出當前條件下電解電容的臨界頻率為2.7kHz左右,通常開關電源頻率都在幾十kHz以上所有如果輸出采用的是電解電容可以直接用輸出峰值電流乘以ESR電阻來估算(Ipk1*ESR),至此完成了反激電路最小輸出電容的估算。
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2021-03-23 12:21
PFC用BOOST升壓方法,反激實現直流變交流電感濾波再變直流,再經過大電容,雖然頻率不算太高,還是推薦選低ESR的電容,要用的不好,會造成電容發熱量更大。影響整 體穩定性的。
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2021-03-23 14:08
@ZH電子達人
PFC用BOOST升壓方法,反激實現直流變交流電感濾波再變直流,再經過大電容,雖然頻率不算太高,還是推薦選低ESR的電容,要用的不好,會造成電容發熱量更大。影響整體穩定性的。
功率因數計算的話,有沒有excel表格形式?
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dog41
LV.6
12
2021-03-23 16:24
坐著板凳,安靜的學習
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k6666
LV.9
13
2021-03-24 16:17
@boy59
這是滿足紋波要求的最小電容,如果再考慮電壓的過沖或跌落有可能要增大容量。
這個是產品體積有限制要求嗎?選的電容容值小。
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2021-04-14 11:27
@XHH9062
我的理解是,根據輸出紋波電流大小,去選取電解電容,當然樓主的計算方案也是可以的
電解電容的計算是不是可以用軟件來計算?
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lkings
LV.6
15
2021-04-16 22:04
這個得看是什么CCM還是BCM模式吧
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魯珀特
LV.4
16
2021-04-20 12:52

在實際應用中  PFC的輸出電容一般是往大了估還是往小了估?

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2021-04-22 23:01

PFC輸出電容快速估算法非常接近實際應用的

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