详解PFC电感的计算
PFC电感计算
PFC 电感计算通常Boost 功率电路的PFC 有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。
控制方式是输入电流跟踪输入电压。
连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。
连续模式的基本关系： 1. 确定输出电压U o输入电网电压一般都有一定的变化范围（U in ±Δ%），为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost 级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。
例如，输入电压220V ，50Hz 交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V 。
输出电压可以选择390~410V 。
2. 决定最大输入电流电感应当在最大电流时避免饱和。
最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时ηmin max i o i U P I =(1)其中：o o o I U P =；)%100(min ∆-=in i U U －最低输入电压；η－Boost 级效率，通常在95%以上。
3. 决定工作频率由功率器件，效率和功率等级等因素决定。
例如输出功率1.5kW ，功率管为MOSFET ，开关频率70~100kHz 。
4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度因为连续模式Boost 变换器输出U o 与输入U in 关系为)1/(D U U i o -=，所以 oi m i mo p U U U D 2m a x -=(2)从上式可见，如果U o 选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD 加大。
5. 求需要的电感量为保证电流连续，Boost 电感应当大于IfD U L p i ∆=maxmin 2 (3)其中：max 22i I k I =∆,k =0.15~0.2。
CRM模式PFC设计之电感的计算(一)
CRM模式PFC设计之电感的计算(一)
对于小功率电源一般都采用临界导通型(CRM)模式APFC，它出现在正弦波零跨越时，可以改变开关频率且可以使开关频率变得非常高，不过一般IC内部都有对频率上限进行限制，防止EMI测试无法通过。
CRM模式APFC原理图：
下面具体讲讲CRM模式APFC的电感的计算:
条件：
输入最低交流电压电压Vmin=85V,
输入最高交流电压电压Vmax=265V,
输入交流电源频率Fac=50Hz,
输出功率Pout=100W
输出直流电压Vout=390V
最低满载效率η=92%
开关频率f=100KHz
计算步骤如下：
1. 先根据效率计算出最大输入功率Pin-max=Pout/η=100/0.92=108.7W
2. 因为输入电流的最大值出现在最低输入交流电压AC85V时，
所以，输入电流最大有效值Iinrms-max=Pin/Vac=108.7/85=1.279A
即输入电流有效峰值Iinrms-pk=2*SQRT(2)*Iinrms-max=2*SQRT(2)*1.279=3.617A
3. 开关周期为T=1/f=1/100000=10uS
4. 最高输入电压时的导通时间Ton-h=T*(1-SQRT(2)*Vin-max/Vout)=10*(1-SQRT(2)*265/390)=0.39uS
5. 最低输入电压时的导通时间Ton-l=Ton-h*(Vin-max/Vin-min)2=0.39*(265/85) 2=3.8uS
6. 升压电感最小值Lmin=Vin*Ton-l/Iinrms-max=(85*3.8*10-6)/1.279*103=0.252mH。
PFC电感计算方法
PFC电感计算方法PFC电感（Power Factor Correction Inductor）是用于提高电力系统功率因数的一种电感器件。
其主要作用是通过与谐振电容并联，形成谐振回路，将电压波形调整为与电流波形同相位，从而提高电力系统的功率因数。
本文将介绍PFC电感的计算方法。
1.确定功率因数和谐振频率：首先，需要确定所需的功率因数和谐振频率。
功率因数通常在0.9到1之间，而谐振频率一般为50Hz或60Hz。
2.计算负载电流：根据所需的功率因数和负载功率，可以计算出负载电流。
负载电流可以通过负载功率除以输入电压得到。
3.计算并联谐振电容：根据谐振频率和负载电流，可以计算出并联谐振电容的值。
并联谐振电容通过谐振回路将电压波形调整为与电流波形同相位，从而最大限度地提高功率因数。
4.计算电感值：根据谐振频率和并联谐振电容，可以计算出所需的电感值。
电感值的计算公式为：L=1/(4π^2f^2C)，其中L为电感值，f为谐振频率，C为并联谐振电容。
根据计算结果，选择合适的标准电感值。
5.考虑电感电流和温升：根据负载电流和电感值，可以计算出电感电流。
根据电感电流和材料的温升特性，需要考虑电感的额定电流和温升限制。
选择合适的额定电流和材料，以确保电感的稳定性和可靠性。
6.确定电感器件：根据计算结果，选择适当的电感器件。
电感器件的型号通常包含电感值、额定电流和尺寸等参数。
根据具体应用需求，选择合适的型号。
7.确保电感稳定性和可靠性：在实际设计中，需考虑电感的稳定性和可靠性。
例如，可以采用热稳定性较好的材料，设计合适的散热结构，以确保电感在工作过程中不会过热或损坏。
总结来说，PFC电感的计算方法包括确定功率因数和谐振频率、计算负载电流、计算并联谐振电容、计算电感值、考虑电感电流和温升、确定电感器件，以及确保电感稳定性和可靠性。
通过合理计算和选择，可以设计出满足需求的PFC电感。
详解PFC电感的计算
详解PFC电感的计算时间：2011-10-11 来源：作者：关键字：PFC详解电感计算中心议题：Boost功率电路的PFC连续工作模式的基本关系临界连续Boost电感设计通常Boost功率电路的PFC有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。
控制方式是输入电流跟踪输入电压。
连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。
本文介绍Boost功率电路的PFC连续工作模式的基本关系及临界连续Boost电感设计。
连续模式的基本关系1. 确定输出电压Uo输入电网电压一般都有一定的变化范围(Uin±Δ%)，为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。
例如，输入电压220V，50Hz交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V。
输出电压可以选择390~410V。
2. 决定最大输入电流电感应当在最大电流时避免饱和。
最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时其中：Uimin -最低输入电压;η-Boost级效率，通常在95%以上。
3. 决定工作频率由功率器件，效率和功率等级等因素决定。
例如输出功率1.5kW，功率管为MOSFET，开关频率70~100kHz。
4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度因为连续模式Boost变换器输出Uo与输入Uin关系为，所以从上式可见，如果Uo选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制(否则降低开关频率)，可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD加大。
5. 求需要的电感量为保证电流连续，Boost电感应当大于其中：，k=0.15~0.2。
6. 利用AP法选择磁芯尺寸根据电磁感应定律，磁芯有效截面积如果电感是线性的，有因为Boost电感直流分量很大，磁芯损耗小于铜损耗，饱和磁通密度限制最大值。
(整理)PFC电感计算.
PFC 电感计算通常Boost 功率电路的PFC 有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。
控制方式是输入电流跟踪输入电压。
连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。
连续模式的基本关系： 1. 确定输出电压U o输入电网电压一般都有一定的变化范围（U in ±Δ%），为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost 级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的1.05~1.1倍。
例如，输入电压220V ，50Hz 交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220×1.2×1.414=373.45V 。
输出电压可以选择390~410V 。
2. 决定最大输入电流电感应当在最大电流时避免饱和。
最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时ηmin max i o i U P I =(1)其中：o o o I U P =；)%100(min ∆-=in i U U －最低输入电压；η－Boost 级效率，通常在95%以上。
3. 决定工作频率由功率器件，效率和功率等级等因素决定。
例如输出功率1.5kW ，功率管为MOSFET ，开关频率70~100kHz 。
4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度因为连续模式Boost 变换器输出U o 与输入U in 关系为)1/(D U U i o -=，所以 oi m i mo p U U U D 2m a x -=(2)从上式可见，如果U o 选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制（否则降低开关频率），可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD 加大。
5. 求需要的电感量为保证电流连续，Boost 电感应当大于IfD U L p i ∆=maxmin 2 (3)其中：max 22i I k I =∆,k =0.15~0.2。
PFC电感及匝数计算
PFC电感及匝数计算PFC（Power Factor Correction）电感是一种用于改善电路功率因数的电感元件。
功率因数是指电路中有用功率与总功率之间的比值，用来描述电路对电源的有效利用程度。
在实际应用中，为了更好地利用电能并减少能源浪费，需要通过PFC电感来改善电路的功率因数。
首先，需要计算所需的电感值。
电感的单位是亨利（H），可以通过下式计算得出：L=(V×(1-PF))/(2×π×f×I)其中，L为所需的电感值，V为电路的工作电压，PF为所需的功率因数，f为电路的工作频率，I为电路的额定电流。
接下来，需要计算所需的匝数。
匝数是衡量电感元件的绕组数量，对电感值和电路的特性有很大的影响。
匝数的计算可以通过下面的公式完成：N=√(L×R/μ0)其中，N为所需的匝数，L为所需的电感值，R为电感线圈的半径，μ0为真空磁导率（约等于4π×10^-7H/m）。
然后，根据计算结果选择合适的电感元件。
电感元件的参数主要包括电感值、匝数、额定电流和最大电流等。
根据实际应用的需求，可以选择合适的电感元件。
最后，需要进行实验验证。
将选择好的电感元件连接到电路中，观察电路的功率因数是否得到改善。
可以使用电能表等仪器来测量电路的功率因数，分析实验结果是否符合设计要求。
需要注意的是，PFC电感的设计和计算需要考虑到电路的具体要求和应用环境。
不同的应用场景可能需要不同的电感参数，因此需要根据实际情况进行调整和优化。
在PFC电感的设计和计算过程中，还需要考虑到电感的损耗、温升和安全性等因素。
如果电感工作在高电流、高频率或高温环境下，需要选择适合的材料和结构来确保电感的稳定性和可靠性。
总之，PFC电感的设计和计算是一个复杂而重要的工作，需要考虑多个因素并进行实验验证。
通过合理选择电感参数，可以改善电路的功率因数，提高能源利用效率，减少能源浪费，从而实现节能和环保的目标。
如何简单、快速的计算PFC电感的方法
如何简单、快速的计算PFC\抗饱和滤波储能电感电感的方法电感值要求、工作频率等就可以选择磁芯材质、先了解此磁性材料的 Bs值、μ、AL值，磁芯材质的工作频率等选择尺寸和相关要求根据如下公式既可以快速简单的计算B==H*μ、 H=0.40*π*N*I/Le μ=L*Le*/0.4*π* N²*Ae假设：工作电流 6.5A 、70KHz、电感值 L0 要求：1.0mH注意：实际PFC电感值的大小必须经过电路的实际检测。
电感值的大小决定了效率的高低。
通过计算公式L=N*N*AL 绕线112圈，理论值电感 1.016mH通过计算公式 H=0.40*π*N*I/Le H=9098A/m2通过B==H*μ B = 60*9098*0.001 = 540mT （合理）通过计算公式L=N*N*AL 绕线128圈，理论值电感 0.999mH通过计算公式 H=0.40*π*N*I/Le H=12560A/m2通过B==H*μ B = 60*12560*0.001 = 760mT （B值偏大设计比较冒险）以上数据截面积、磁路长、与磁导率μ、 B值、 H 的关系式参考所选的磁芯的磁导率，查对磁芯的工作频率根据此公式 1T奥斯特 =79.56A/m 计算，查找对应的磁导率与奥斯特的交叉点铁硅铝157060H=9098A/m2=100奥斯特，100奥斯特磁场强度下对应的磁导率估计为 48μ，电感值衰减后估计为 815uH （选材完全合理）铁硅铝130060H=12560A/m2=158奥斯特，158奥斯特磁场强度下对应的磁导率估计为 30μ，电感值衰减后估计为 520uH （选材不理想温升会高）实际应用前，请叠加DC电流测试电感值的衰减。
看曲线图表只是初步快速的选择方式。
电源设计之PFC电感计算
电源设计之PFC电感计算PFC（Power Factor Correction）电感是电源设计中非常重要的一个部分。
它用于提高电源的功率因数，减小谐波产生以及减小对电网的负担。
在PFC电感的设计中，需要考虑一些关键因素，如电流、功率因数和电感值等。
接下来将详细介绍PFC电感的计算方法。
PFC电感的计算通常分为两步：选择合适的电感值和计算电感的尺寸。
首先，选择合适的电感值。
电感的值决定了电流的波形和谐波成分。
对于PFC电源，一般采用谐振电流型的PFC，即电流波形为三角波。
在三角波的情况下，谐波成分比较低，可以满足电网对谐波的限制要求。
因此，可以基于谐振电流型的PFC电感进行设计。
为了选择合适的电感值，需要提前确定一些参数，如输入电压、输出功率和开关频率等。
其中，开关频率是一个重要的参数，它决定了电感的尺寸以及其他参数的选择范围。
一般选择的开关频率为50kHz到200kHz之间。
选择合适的电感值需要满足以下几个条件：1. 确定输入电压和输出功率，计算所需的输入电流（Iin）。
2.选择合适的谐波限制（THD），一般要求小于5%。
3.计算电感（L）的值，可以使用以下公式进行计算：L = (Vin × (1 - THD/100))/(Iin × f)其中，Vin表示输入电压，THD为谐波限制，Iin为输入电流，f为开关频率。
选择合适的电感值后，接下来需要计算电感的尺寸。
电感的尺寸计算需要考虑的因素有一下几个：1. 电流密度：根据电流密度选择合适的线径，一般为3-6A/mm22. 最大电流（Imax）：根据电流密度和输入电流计算最大电流，Im ax = (Iin × (1 + THD/100))/(1 - D)其中，D为占空比。
3. 线圈长度（Lc）：根据最大电流和线径计算线圈长度，Lc =Imax/(J × B)其中，J为电感线径的电流密度，B为线圈填充因子，一般取0.4-0.6之间。
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详解PFC电感的计算
时间：2011-10-11 来源：作者：
关键字：PFC详解电感计算
中心议题：
Boost功率电路的PFC连续工作模式的基本关系
临界连续Boost电感设计
通常Boost功率电路的PFC有三种工作模式：连续、临界连续和断续模式。
控制方式是输入电流跟踪输入电压。
连续模式有峰值电流控制，平均电流控制和滞环控制等。
本文介绍Boost功率电路的PFC连续工作模式的基本关系及临界连续Boost电感设计。
连续模式的基本关系
1. 确定输出电压Uo
输入电网电压一般都有一定的变化范围(Uin±Δ%)，为了输入电流很好地跟踪输入电压，Boost级的输出电压应当高于输入最高电压的峰值，但因为功率耐压由输出电压决定，输出电压一般是输入最高峰值电压的~倍。
例如，输入电压220V，50Hz交流电，变化范围是额定值的20%(Δ=20)，最高峰值电压是220××=。
输出电压可以选择390~410V。
2. 决定最大输入电流
电感应当在最大电流时避免饱和。
最大交流输入电流发生在输入电压最低，同时输出功率最大时
其中：Uimin -最低输入电压;η-Boost级效率，通常在95%以上。
3. 决定工作频率
由功率器件，效率和功率等级等因素决定。
例如输出功率，功率管为MOSFET，开关频率70~100kHz。
4. 决定最低输入电压峰值时最大占空度
因为连续模式Boost变换器输出Uo与输入Uin关系为，所以
从上式可见，如果Uo选取较低，在最高输入电压峰值时对应的占空度非常小，由于功率开关的开关时间限制(否则降低开关频率)，可能输入电流不能跟踪输入电压，造成输入电流的THD加大。
5. 求需要的电感量
为保证电流连续，Boost电感应当大于
其中：，k=~。
6. 利用AP法选择磁芯尺寸
根据电磁感应定律，磁芯有效截面积
如果电感是线性的，有
因为Boost电感直流分量很大，磁芯损耗小于铜损耗，饱和磁通密度限制最大值。
为保证在最大输入电流时磁芯不饱和，应当有
因此，面积乘积
其中kw=~窗口填充系数，也称为窗口利用系数。
B《B/(1+k)。
由此选择磁芯。
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输出功率在1kW以上，一般采用气隙磁芯。
因环形磁粉芯价格高，且加工困难，成本高。
但是气隙磁芯在气隙附近边缘磁通穿过线圈，造成附加损耗，这在工艺上应当注意的。
7. 计算匝数
临界连续Boost电感设计
1. 临界连续特征
Boost功率开关零电流导通，电感电流线性上升。
当峰值电流达到跟踪的参考电流(正弦波)时开关关断，电感电流线性下降。
当电感电流下降到零时，开关再次导通。
如果完全跟踪正弦波，根据电磁感应定律有
或
其中：Ui、Ii为输入电压和电流有效值。
在一定输入电压和输入功率时，Ton是常数。
当输出功率和电感一定时，导通时间Ton与输入电压Ui的平方成反比。
2. 确定输出电压
电感的导通伏秒应当等于截止时伏秒：
则
开关周期为
可见，输出电压Uo一定大于输入电压Uip，如果输出电压接近输入电压，在输入电压峰值附近截止时间远大于导通时间，开关周期很长，即频率很低。
如果首先决定最低输入电压(Uimin)对应的导通时间为TonL，最高输入电压(Uimax)的导通时间为
根据式(11)和(12)可以得到开关周期(频率)与不同电压比的关系。
例如，假定导通时间为10μs，Uo=，如果输入电压在±20%范围变化，最低输入电压为220×，输出电压为Uo =×220×=383V。
周期为10/=μs，频率为35kHz。
在15°时，周期为12μs，相当于开关频率为83kHz。
在最高输入电压时，由式(12)得到最高电压导通时间Tonh=2×TonL=μs，在峰值时的开关周期为T=Tonh/××220/383)=176μs，相当于开关频率为。
如果我们。
输出电压提高到410V，最低输入电压时开关周期为μs，开关频率为。
15°时为μs，开关周期为。
输入最高电压峰值时，周期为μs，开关频率为。
频率变化范围大为减少。
即使在输入电压过零处，截止时间趋近零，开关频率约为100kHz。
最高频率约为最低频率只有5倍。
而在383V输出电压时，却为18倍。
通过以上计算可以看到，提高输出电压，开关频率变化范围小，有利于输出滤波。
但是功率管和整流二极管要更高的电压定额，导通损耗和开关损耗增加。
因此，220V±20%交流输入，一般选择输出电压为410V左右。
110V±20%交流输入，输出电压选择210V。
3. 最大峰值电流
电感中最大峰值电流是峰值电流的1倍
4. 决定电感量
为避免音频噪声，在输入电压范围内，开关频率应在20kHz以上。
从以上分析可知，在最高输入电压峰值时，开关频率最低。
故假定在最高输入电压峰值的开关周期为50μs.由式(11)求得
由式(12)得到最低输入电压导通时间
根据式(8)得到
5. 选择磁芯
因为导通时间随输入电压平方成反比，因此应当在最低电压下选择磁芯尺寸，只要在最低输入电压峰值时避免饱和。
其中：N-电感线圈匝数;Ae-磁芯有效截面积;Bm《Bs(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.
解：输入最大电流为
峰值电流为
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
如果采用磁粉芯，选用铁硅铝磁芯。
LI2=××10-3=，选择77439。
有效磁导率为60，其电感系数AL=135nH，电感需要的匝数为匝取N=105匝
77439的平均磁路长度l=，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N匝，选取111匝。
此时磁场强度H=111×21/105=，μ下降到，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+1)/2=，接近。
选取电流密度j=5A/mm2，导线尺寸为
选择d=，d’=，截面积Acu=。
核算窗口利用系数。
Aw=，则
77439铁硅铝粉芯外径OD=，内径ID=。
考虑第一层
Nm1=(π’/’)-1= 实际96匝。
第二层只要15匝。