boost电感设计

PFC 电感计算 通常Boost 功率电路的PFC 有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。控制方式是输入电流跟踪输入电压。连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。 连续模式的基本关系： 1. 确定输出电压Uo 输入电网电压一般都有一定的变化范围（Uin±Δ%），为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost 级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1 倍。例如，输入电压220V，50Hz 交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V。输出电压可以选择 390~410V。 2. 决定最大输入电流 电感应当在最大电流时避免饱和。最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时 minmaxioiUPI (1) 其中：oooIUP ；)%100(mininiUU －最低输入电压；η－Boost 级效率，通常在95%以上。 3. 决定工作频率 由功率器件，效率和功率等级等因素决定。例如输出功率1.5kW，功率管为 MOSFET，开关频率70~100kHz。 4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度 因为连续模式Boost 变换器输出Uo与输入Uin关系为)1/(DUUio，所以 oimimopUUUD2max (2) 从上式可见，如果 Uo选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD 加大。 5. 求需要的电感量 为保证电流连续，Boost 电感应当大于 IfDULpimaxmin2 (3) 其中：max22iIkI ,k=0.15~0.2。 6. 利用 AP 法选择磁芯尺寸 根据电磁感应定律，磁芯有效截面积 BfNDUBNTUApioniemaxminmaxmin22 (4) 如果电感是线性的，有 kBBIIi22max (5a) 因为 Boost 电感直流分量很大，磁芯损耗小于铜损耗，饱和磁通密度限制最大值。为保证在最大输入电流时磁芯不饱和，应当有 )100(12sBkBBB (5b) 磁芯窗口面积 wiwjkNIAmax 因此，面积乘积 jfBkkDIUjkNIBfNDUAAAPwpiiwipiwe222maxmaxminmaxmaxmin (6) 其中 kw =0.3~0.5 窗口填充系数，也称为窗口利用系数。B