臨界導電模式下PFC儲能電容電壓及電流分析
摘要:針對工作于臨界導電模式下(CRM)的功率因數(shù)校正器(PFC)的輸出儲能電容有效值(RMS)電流及其電壓紋波,進行了詳細的數(shù)學推導。對功率因數(shù)校正(PFC)和臨界導電模式(CRM)進行了簡要的介紹,給出了臨界導電模式下(CRM)輸出儲能電容(Bulk Capacitor)的有效值(RMS)電流及其輸出電壓紋波(Ripple)的計算公式,從而達到了確定電容值的目的,這對于電容的選取尤為重要。
關鍵詞:臨界工作模式;功率因數(shù)校正;儲能電容;有效值;紋波
對于諧波電流的危害,早在20世紀80年代初國際電工委員會(IEC)就引起了重視。限制離線系統(tǒng)的輸入電流諧波、提高線路功率因數(shù)的技術措施,被稱作功率因數(shù)校正(PFC),也被稱作諧波濾波。其目的在于減小電流的總諧波失真(THD)。在工作中,各種法規(guī)要求電流接近正弦波,并與交流線路電壓同相,呈現(xiàn)純阻性。眾所周知,功率因數(shù)定義為有功功率與視在功率之比。PFC分無源和有源兩種類型,即被動PFC和主動PFC。被動PFC又分為靜音式和非靜音式,但效果遠不如主動PFC。
功率因數(shù)校正電路按導電模式可分為連續(xù)導電模式(CCM)和臨界導電模式(CRM)。一般認為低于100 W的功率等級,CRM方法更合適,而高于200 W的功率等級,CCM方法更加可行。但通常將臨界導電模式用于小于300 W的功率因數(shù)控制電路。
1 輸出電容均方根電流
臨界導電模式工作是針對低功率應用的最常用的方案??勺冾l控制方案是其一大特色,在這種方案中電感電流斜升到所需平均值的兩倍,再斜降到零,隨即再次上升,見圖1。
第一項(I1(rms)2),這是在前一部分中計算得出的二極管均方根電流。第二和第三項與負載有關。在不知道負載特性的情況下無法計算它們的值。
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