主要元器件的選擇 - 軟開(kāi)關(guān)pfc電路設(shè)計(jì)

3 主要元器件的選擇

3.1 Boost電感磁性材料的選擇

早期，Boost電感磁性材料一般為鐵氧體磁芯，如EE或EI等，通過(guò)加氣隙δ來(lái)調(diào)節(jié)μ值，從而調(diào)節(jié)電感量，這種方法的成本相對(duì)較低，但L值的溫度特性相對(duì)略差，而且氣隙的漏磁會(huì)增加電磁干擾?，F(xiàn)在，一般采用金屬磁粉芯，如鐵粉芯、鐵鎳粉芯、鉬坡莫合金、鐵硅鋁合金、非晶合金等磁環(huán)。各種材料有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，如鐵粉芯成本低而Q值、μ值的各種特性，如溫度、線性等相對(duì)較差，鐵鎳粉芯次之，鐵硅鋁合金、鉬坡莫合金相對(duì)較好但價(jià)格貴些，所以，PFC電感磁性材料采用鐵硅鋁合金磁環(huán)較好。

3.2 電感L值的計(jì)算

功率因數(shù)校正的前提條件是使輸入電感中電流保持連續(xù)狀態(tài)，即紋波電流ΔI要小于最小輸入交流電流峰值的兩倍。則取電感L≥臨界電感Lmin。而Lmin（mH）為

式中：Vmin（p）為最小輸入正弦波電壓的峰值（V）；

Vo為輸出直流電壓（V）；

f為開(kāi)關(guān)調(diào)制頻率（Hz）；

Po為輸出直流功率（W）；

Vmin為最小輸入正弦波電壓的有效值。

磁性元件磁環(huán)（材質(zhì)為鐵粉或鐵硅鋁合金）的選擇通過(guò)式（3）計(jì)算。

式中：L為電感量（mH）；

μ為磁芯有效磁導(dǎo)率；

N為線圈匝數(shù)；

S為磁芯導(dǎo)磁截面積（cm2）；

D為磁芯平均磁環(huán)直徑（cm）。

3.3 電容的選擇

電容一般要采用低損耗，高紋波電流型的電解電容，容值C為

式中：ωo為市電角頻率；

ΔVo為允許輸出直流紋波電壓（V）。

3.4 二極管的選擇

選trr小，正向壓降小且軟恢復(fù)（軟度好）特性好的二極管。

3.5 開(kāi)關(guān)器件的選擇

選MOS或IGBT。由于IGBT關(guān)斷存在一點(diǎn)拖尾現(xiàn)象，則當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率》20kHz時(shí)，要選MOS。對(duì)MOS主要關(guān)心的是導(dǎo)通損耗，應(yīng)選導(dǎo)通電阻RDS小的；對(duì)IGBT主要關(guān)心的是開(kāi)關(guān)損耗，應(yīng)選開(kāi)關(guān)特性好的IGBT。當(dāng)然，最理想的是把IGBT與MOS根據(jù)各自的頻率特性直接并聯(lián)而控制信號(hào)按各自的特性做相應(yīng)時(shí)序調(diào)整。

本文通過(guò)實(shí)踐總結(jié)，設(shè)計(jì)出一種優(yōu)異的軟開(kāi)關(guān)PFC電路，并采用UC3854芯片實(shí)現(xiàn)技術(shù)產(chǎn)品化。這種PFC電路是智能高頻化UPS和高頻開(kāi)關(guān)整流電源輸入級(jí)電路的理想解決方案。同時(shí)把元器件的特性做了仔細(xì)的分析，優(yōu)化。