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(多图) 基于L6562的高功率因数boost电路的设计

电子元器件应用 国网电力科学研究院 陶以彬 杨波 李官军 王德顺?? 2010年02月06日 ?? 收藏0

  3 Boost电感的设计

  本设计采用AP法则来设计Boost电感。其原理是首先根据设计要求计算所需电感:

公式

  式中,Virms为输入电压有效值;Vo为输出电压,fsw(min)为MOS管的最小工作频率,通常在20kHz以上;Pi为输入功率。计算要求的AP值为:

公式

  式中,Ku为磁芯窗口利用率,Jc为电流密度,IL(pk)为电感电流峰值。

  根据(4)式的计算结果可选择磁芯的AP值(大于AP_req,AP=AeAw,单位为m4)。

  然后根据所选磁芯来计算原边匝数及所需气隙。副边匝数一般按10:1选取。

公式

  4 实验波形分析

  为了验证以上设计的合理性,本文设定最小输入电压为187 V,最大输入电压为264 V,输入频率为50 Hz,输出电压为400 V,PF=0.99,效率为87%,输出功率26.5 W,最小工作频率为65 kHz来进行实物实验,同时根据计算,并通过IL(pk)=465.3 mA来选取导线为mm,Jc=4/mm2,L=2.99 mH(L=2.7 mH时,验证最小频率为72 kHz>65 kHz,可满足设计要求)。

  设Ku=0.3,δBmax=0.3T,由(4)式计算得:

AP_req(min)=6.64×10-10m4

  这样,可选择磁芯EE16/6/5,其AP=7.5×10-10m4,可满足设计要求;而由(5)式计算得Np=218.1匝,取215匝,并验证δBmax=0.304T,气隙lgap=0.41 mm。

  根据以上计算参数所搭建的试验模型来进行的结果如图6所示。

根据以上计算参数所搭建的试验模型来进行的结果

  由图6可见,输入电流能良好的跟随输入电压,且电流电压相位差接近于零,故可实现高功率因数的控制。另外,MOSFET的电流是一种高频三角波,其包络为输入电压。由于MOSFET可实现软开关,能有效减小开关损耗。根据测试结果,该电路的PF可达0.998以上,THD在5%以下。

  5 结束语

  本文基于L6562芯片设计了Boost高功率因数电路,并引用AP法则设计其关键元器件——Boost电感。经试验验证,该电路启动电流小,外围元器件少,成本低廉,能同时满足电源系统重量轻,稳定性好,可靠性高等要求。实验证明,AP法则是一种快速准确的设计方法。


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Boost? L6562? APFC? 储能电感?

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