专家解析:PFC电感计算解析
电感线圈匝数;Ae-磁芯有效截面积;BmBs(100)-最大磁通密度,为减少损耗,选择饱和磁感应的70%。
整个窗口铜的截面积
将式(17)代入(16),整理得到
用AP法选择磁芯尺寸。
6.计算线圈匝数
7.线圈导线截面积
例:输入220V±20%,输出功率200W,采用临界连续。假定效率为0.95.
解:输入最大电流为
峰值电流
A
设输出电压为410V,最高输入电压时最低频率为20kHz。即周期为50μs,因此,导通时间为
μs
如果采用磁粉芯,选用铁硅铝磁芯。LI2=1.48×3.382×10-3=16.9mJ,选择77439。有效磁导率为60,其电感系数AL=135nH,电感1.48mH需要的匝数为匝 取N=105匝
77439的平均磁路长度l=10.74cm,磁场强度(Oe)为
由图得到磁导率为60,H=21Oe,磁导率下降到90%,为了在给定峰值电流时保持给定电感量,需增加匝数为
匝,选取111匝。
此时磁场强度H=111×21/105=22.2Oe,μ下降到0.88,此时电感量
满足设计要求。最高电压时开关频率提高大约1%。应当注意到这里使用的是平均电流,实际峰值电流大一倍,最大磁场强度大一倍,从图上得到磁导率下降到80%,磁场强度从零到最大,平均磁导率为(0.8+1)/2=0.9,接近0.88。
选取电流密度j=5A/mm2,导线尺寸为
选择d=0.63mm,d’=0.70mm,截面积Acu=0.312mm2。
核算窗口利用系数。Aw=4.27cm2,则
77439铁硅铝粉芯外径OD=47.6mm,内径ID=23.3mm。考虑第一层
Nm1=(π(ID-0.5d’-0.05)/1.05d’)-1=96.9 实际96匝。
第二层只要15匝
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