PFC电源设计与电感设计计算(四) - CRM PFC电路设计计算(2)

我们看右边这个很熟悉的地方 D为占空比 假设导通时D的驱动

我们波式电路处于临界 模式 即连续和不连续中间状态

它是临界点 占空比算法为 输入电压Vo 此处的输出电压Vinmax

即顶点 此时可占空比(Vo-Vin)/Vo 此为连续模式占空比计算法

它怎么来的呢 开通时Ton的时间 乘以两端Vin Ton乘以Vinmax

等于关闭时T off 乘以（Vo-Vinmax） 反过来的电压 它叫磁秒相等

即正向电压乘以时间等于 反向电压乘以时间

所有的都要遵循相等原理 Ton=D乘以周期 Toff=(1-D) 乘以周期

得到该关系 在任何一个半周期 峰值占空比是已知的 时间未知

第二个 在该点电感峰值电流 为峰值电压除以电感量

D/频率为Ton 即D乘以1/T Ton乘以Vin/L为爬升电流

它很好理解 再看下面 之前是只是要升压电路可得此关系

而这时功率的 即有效值等于 峰值电压/根号2 这个好理解

正谐波都是这样 下面幅值 电流也是这个关系 等于幅值

/根号2 有效值等效于平均值 这是滤完波的平均值 把它/根号2

即为有效值 实际为平均值 不过 可近似为此 得到这个关系

平均值换位峰值 为2倍根号2 分之峰值 这是计算模型

在正谐波输入时 有效值电压为此 有效值电流是它 平均值近似有效值

平均值不等于有效值 但可近似 实际有误差 所以它俩相乘为Pin

Po等于它俩相乘 2倍根号2相乘后为4 等于输出功率 如380V稳压输出

整个功率 （如一个千瓦的输出功率） 相当于效率除以PF 在实际计算时

效率可以估计 比如大概效率为97% 98% 不差这一点 PF按这种原理做

一般为0.99以上 所以选0.99 所以 所有功率和输出功率是这个关系

你也可以把这些当成1 使它们相等 这个关系放进去 这个关系放进去

关系一结合 可算出频率 倒过来 频率除以电流 带进去得到频率

即峰值点处频率等于效率乘 PF乘Vinmax平方再乘(Vo-Vinmax)

除以4LPoVo 这都是小写 大家注意 我们得到CRM电路频率为变频

输入电压高时 频率在变 这一点按变频时 电压低时

频率高 这点频率最低 所以 最低的频率是等于这个关系式

为什么两边低 中间高呢 Ton时间不变 越到上面时

输入电压越高 爬升上电流越高 Ton不变 2微秒不变 爬升电流大

关闭时电压=输出电压-输入电压 在顶点时输出电压-输入电压最小

压差最小 因为输入电压不变 输出电压到达最高 电流又最大

掉下为0所花时间长 Toff特别长 且Ton时间不变 自然此时频率最低

即顶点电压点是最低频率 这个频率 有个大用处 后面我讲交错式大功率

CRM应用时利用此规律 即最大电流 时频率最低 利用它可以构建很棒的

创新力和竞争力的电路 具体后续会讲 大家记住 计算频率时

可以这么算 它是在任何V得到的 最低的频率 电流最大时得到的

我们往往在这点计算 原因简单 该点电流最大 设计电路也是据此情况

所以选择管子也按最大电流算 频率确定 占空比知道 电流可算出

实际是这个关系 功率实际是整个 输出功率有关 单路临界模式PFC

就这些公式 很好理解 没有很难的 最关键是要理解这个 控制原理是

基于Ton不变所做的 那据此怎么 控制稳压 功率呢 其实是这样的

Ton对应能量 输出功率越大 Ton 越大 输出功率越小 Ton 越小

充电时间越短 这种调整控制了 负载变化时 改变的Ton 若Ton不变

怎么算改变 因为改变速度慢 响应速度为50Hz的1/5或更小

所以在单个半波中 Ton不变 时间长了 Ton是在调的

所以PFC是慢响应的过程 这一点 清晰了 则所有相关的计算都很好理解

所以我们再三强调 CRM首先把Ton 理解成不变 控制时如何做到不变

让闭环响应足够慢 做到近似不变 PFC的调整效果就做的高 如果把

闭环响应做快 则正谐波形就会起变 即高斯谐波差了 所以要做折中

不能太慢也不能太快 达到 高斯谐波控制效果 则速度

比较合理 这是一个基本概念 请牢记 这一讲就到这 谢谢大家

我们看右边这个很熟悉的地方 D为占空比 假设导通时D的驱动

我们波式电路处于临界 模式 即连续和不连续中间状态

它是临界点 占空比算法为 输入电压Vo 此处的输出电压Vinmax

即顶点 此时可占空比(Vo-Vin)/Vo 此为连续模式占空比计算法

它怎么来的呢 开通时Ton的时间 乘以两端Vin Ton乘以Vinmax

等于关闭时T off 乘以（Vo-Vinmax） 反过来的电压 它叫磁秒相等

即正向电压乘以时间等于 反向电压乘以时间

所有的都要遵循相等原理 Ton=D乘以周期 Toff=(1-D) 乘以周期

得到该关系 在任何一个半周期 峰值占空比是已知的 时间未知

第二个 在该点电感峰值电流 为峰值电压除以电感量

D/频率为Ton 即D乘以1/T Ton乘以Vin/L为爬升电流

它很好理解 再看下面 之前是只是要升压电路可得此关系

而这时功率的 即有效值等于 峰值电压/根号2 这个好理解

正谐波都是这样 下面幅值 电流也是这个关系 等于幅值

/根号2 有效值等效于平均值 这是滤完波的平均值 把它/根号2

即为有效值 实际为平均值 不过 可近似为此 得到这个关系

平均值换位峰值 为2倍根号2 分之峰值 这是计算模型

在正谐波输入时 有效值电压为此 有效值电流是它 平均值近似有效值

平均值不等于有效值 但可近似 实际有误差 所以它俩相乘为Pin

Po等于它俩相乘 2倍根号2相乘后为4 等于输出功率 如380V稳压输出

整个功率 （如一个千瓦的输出功率） 相当于效率除以PF 在实际计算时

效率可以估计 比如大概效率为97% 98% 不差这一点 PF按这种原理做

一般为0.99以上 所以选0.99 所以 所有功率和输出功率是这个关系

你也可以把这些当成1 使它们相等 这个关系放进去 这个关系放进去

关系一结合 可算出频率 倒过来 频率除以电流 带进去得到频率

即峰值点处频率等于效率乘 PF乘Vinmax平方再乘(Vo-Vinmax)

除以4LPoVo 这都是小写 大家注意 我们得到CRM电路频率为变频

输入电压高时 频率在变 这一点按变频时 电压低时

频率高 这点频率最低 所以 最低的频率是等于这个关系式

为什么两边低 中间高呢 Ton时间不变 越到上面时

输入电压越高 爬升上电流越高 Ton不变 2微秒不变 爬升电流大

关闭时电压=输出电压-输入电压 在顶点时输出电压-输入电压最小

压差最小 因为输入电压不变 输出电压到达最高 电流又最大

掉下为0所花时间长 Toff特别长 且Ton时间不变 自然此时频率最低

即顶点电压点是最低频率 这个频率 有个大用处 后面我讲交错式大功率

CRM应用时利用此规律 即最大电流 时频率最低 利用它可以构建很棒的

创新力和竞争力的电路 具体后续会讲 大家记住 计算频率时

可以这么算 它是在任何V得到的 最低的频率 电流最大时得到的

我们往往在这点计算 原因简单 该点电流最大 设计电路也是据此情况

所以选择管子也按最大电流算 频率确定 占空比知道 电流可算出

实际是这个关系 功率实际是整个 输出功率有关 单路临界模式PFC

就这些公式 很好理解 没有很难的 最关键是要理解这个 控制原理是

基于Ton不变所做的 那据此怎么 控制稳压 功率呢 其实是这样的

Ton对应能量 输出功率越大 Ton 越大 输出功率越小 Ton 越小

充电时间越短 这种调整控制了 负载变化时 改变的Ton 若Ton不变

怎么算改变 因为改变速度慢 响应速度为50Hz的1/5或更小

所以在单个半波中 Ton不变 时间长了 Ton是在调的

所以PFC是慢响应的过程 这一点 清晰了 则所有相关的计算都很好理解

所以我们再三强调 CRM首先把Ton 理解成不变 控制时如何做到不变

让闭环响应足够慢 做到近似不变 PFC的调整效果就做的高 如果把

闭环响应做快 则正谐波形就会起变 即高斯谐波差了 所以要做折中

不能太慢也不能太快 达到 高斯谐波控制效果 则速度

比较合理 这是一个基本概念 请牢记 这一讲就到这 谢谢大家