基于软开关PFC功率级电路设计

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xx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,{zh1}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xxx。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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