基于软开关PFC功率级电路设计

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生产产地:四川 成都市

公司名称:成都洺崴非晶材料有限责任公司

联系人:古先生

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最后更新:2012-04-26 03:15

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基于软开关PFC功率级电路设计目前适合在高频条件下工作的APFC电感的磁心材料且价格适中的是铁硅铝磁粉心,其优点是:饱和磁通密度极高,在强磁场条件下,即工作在大电流时,磁心不易饱和;欢迎光临公司网http://www.mwaya.com
功率级电路采用无源无损软开关功率因数校正电路,工作频率设定为60 kHz。设计的主要技术指标:输入170~270 V的交流电压、50 Hz;输出400 V的直流电压,电压纹波小于10 V:输出功率1 kW;功率因数不小于0.98;效率不低于95%。
在PFC电路中,磁性元件对电路性能的影响较大,而其设计涉及很多因素。下面主要介绍主电路升压电感的设计。
目前适合在高频条件下工作的APFC电感的磁心材料且价格适中的是铁硅铝磁粉心,其优点是:饱和磁通密度极高,在强磁场条件下,即工作在大电流时,磁心不易饱和;制作APFC电感,不用开气隙,不会对电路产生电磁干扰(EMI);由于其直流偏磁动态线性好,通过计算可精确控制在额定电流时的电感值,恰当的选择磁心尺寸和线圈匝数,可降低磁芯损耗。根据样机设计的技术指标,选用铁硅铝磁心。磁心的规格主要由功率、工作频率、输出电压电流等参数决定。要确定磁心的规格,先要计算电感量等参数。有多种方法可计算PFC电路的Boost升压电感,这里采用两种方法综合分析确定电感量的值,常用方法和按纹波比例要求计算电感,最后计算出电感量为1.5 mH。
主电路其他部件的设计。选择功率开关管要考虑功率器件的开关速度和驱动电路的简洁及性价比。根据其电流、电压应力的大小选择型号。在该电路中,主功率开关管所承受的电压应力为输出电压400V,电流应力为谐振电感电流峰值11.55 A,取1倍裕量,因此选择500 V/30 A的MOSFET即可满足要求。该设计功率开关管选用SPW47N60C3。输出二极管主要从开关速度、电压应力、电流应力等参数来选取。
电流误差放大器和电压误差放大器设计。为使平均电流控制型电路稳定工作,必须使PWM比较器的两个输入信号的斜率满足:电感电流在取样电阻所产生压降的斜率不能超过锯齿波的上升斜率,否则PWM比较器将不能正常工作,此要求限定了电流放大器在开关频率处增益的上限。对于电压误差放大器,其设计应确定输出电容上的纹波电压,要合理分配谐波源的比例。

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