功率因數(shù)校正用電感材料
圖4是有效磁導率為75的鐵粉心的靜態(tài)磁滯回線,和鐵氧體材料相比,有高的Bs值,不易飽和,因此體積至少可減小一半,采用廉價的鐵粉作原料,并且不需要開口,沒有噪聲,成本可大大降低,價格可以和鐵氧體比擬,以27×14×11的規(guī)格為例,它可以承受400安匝而不飽和,優(yōu)點突出。
圖4μe=75鐵粉心的B-H曲線
但是值得商榷的是,可選擇作為濾波器的差模電感的磁粉心不僅僅是μe=75鐵粉心一種,圖5是鐵粉心系列μe=75,μe=55,μe=35磁導率隨頻率變化的曲線,可見它們磁導率隨頻率上升而下降的趨勢不同。圖6是MICROMETARS公司-8(μe=35)和上海鋼研精密合金器材研究所SF-33(μe=37.5)鐵粉心材料的插入損耗曲線,可見吸收峰出現(xiàn)在不同的頻率范圍內(nèi),因此除了考慮電感量大小,磁飽和問題,價格等因素外,還應該考慮抑制噪聲的頻率范圍,來選擇不同型號的鐵粉心。
圖5有效磁導率與頻率的關(guān)系曲線
圖6兩種鐵粉心的插入損耗曲線
3有源PFC中的電感材料選擇
在功率放大的功率因數(shù)校正中基本上是采用升壓式變換電路,而升壓電感是串在輸入回路中,電感電流等于輸入電流,只要控制電感電流就可以達到控制輸入電流。功率開關(guān)器件的切換速率ωS遠大于工頻ωo(ωS=Kωo,K1);L值大得足以使電感中的電流連續(xù),當功率器件開關(guān)切換脈沖占空比的變化遵循正弦規(guī)律時,即所謂正弦波脈寬調(diào)制(SPWM)時電感中流過的電流為:
iL=UpsinωotIpsinωot/Upsin[sinωot+(Dπ/K)](2)
當K1時,
iL=Ipsinωot(3)
即iL與輸入電壓一樣,都是正弦波,相位又相同,從而實現(xiàn)了DF=1,cosφ=1,達到功率因數(shù)校正的目的。
從圖7中可見,S的控制信號實際上受控于輸入電壓,開通時由全波整流電路為L充電,關(guān)斷后L上的電壓與輸入電壓疊加為電容C和負載提供能量,因此PFC中的電感是一個儲能電感而且電感量又必須足夠的大,在50Hz基波電流上又疊加了高頻成份,對于該電感鐵心材料提出了相當高的要求,即在強的基波電流作用下不飽和又在高頻下有低的損耗。
圖7基本升壓型有源功率因數(shù)校正電路
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