ZHCUCR4 January   2025

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 系统方框图
    2. 1.2 套件内容
    3. 1.3 电压和电流要求
    4. 1.4 设计注意事项
      1. 1.4.1 升压电感器设计
      2. 1.4.2 高频电源开关选择
      3. 1.4.3 输入交流电压感测
      4. 1.4.4 体电压感测
      5. 1.4.5 输入电流检测
      6. 1.4.6 小型升压设计
      7. 1.4.7 继电器
      8. 1.4.8 保护
        1. 1.4.8.1 过压保护
        2. 1.4.8.2 过流保护
  7. 2软件
    1. 2.1 快速入门指南
    2. 2.2 下载固件
  8. 3上电
    1. 3.1 所需设备
    2. 3.2 注意事项
    3. 3.3 启动序列
  9. 4实现结果
    1. 4.1 启动波形
    2. 4.2 THD 性能
    3. 4.3 功率因数
    4. 4.4 效率图
    5. 4.5 电表性能
    6. 4.6 负载瞬态
    7. 4.7 输入电流波形
    8. 4.8 交流压降测试
    9. 4.9 热像图
  10. 5硬件设计文件
    1. 5.1 设计文件
  11. 6相关文档
    1. 6.1 补充内容
  12. 7外部基准

1.4.1 升压电感器设计

本设计选择了单相连续导通模式 (CCM) 图腾柱无桥 PFC。由于本设计意图在电感器高度低于 32mm 的情况下实现高功率密度，故选择了 65kHz 的开关频率，因此 EMI 滤波器无需处理 PFC 开关频率所产生噪声的一次和二次谐波（目标 CISPR 32 传导 EMI 限制从 150kHz 开始）。为了更大程度地减小电感器尺寸，选择了低电感，以允许施加低电感器绕组匝数。铁粉磁芯材料具有软饱和特性，适用于使用高直流偏置电流的高功率 CCM 转换器。由于电感器电流增加时电感器电感会下降，因此必须谨慎选择磁芯材料，以防电感器在高负载或峰值负载下饱和。

设计目标是在 3600W 满载和 230Vrms 输入电压下实现小于 40% 的电感器电流纹波。

通过使用以下 方程式 1：

方程式 1. L P F C = 1 I L , r i p p l e % · V I N , R M S 2 P I N · ( 1 - 2 · V I N , R M S V o ) · 1 F S W

可以计算出 PFC 电感器电感为 92.21μH，即在最大电感器电流下，电感器电感需要高于 92.21μH。通过使用以下 方程式 2：

方程式 2. I L , m a x = 2 · P I N V I N , R M S · ( 1 + I L , r i p p l e % 2 )

可以计算出最大电感器电流为 26.64A。

选择了带有 Kool Mμ Max 磁芯 (Mag-inc P/N: 0079894A7HT19) 和高磁通磁芯 (Mag-inc P/N: C058894A2HT19) 的环形线圈电感器，并采用相同的绕组匝数 (44)，以便在 0A 电流下获得 240μH 的电感，同时满足 33mm 的高度要求。然后，将两个电感器逐个应用到 PFC 升压级，以便通过施加电流来测试其电感。图 1-3 显示，相比于使用 Kool Mμ Max 磁芯的电感器，使用高磁通磁芯的电感器能够以更少的绕组匝数实现我们的电感目标。因此，此设计中选择了使用高磁通磁芯的电感器。

PFC23338EVM-107 电感和电流图 1-3 电感和电流