功率电感;PFC电感计算详解(1) 通常Boost功率电感电路模压电感器生产厂的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一体成型电感器厂电压。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
随着负载条件变化,环路会迅速响应新的要求,以便将电压控制在稳压限制范围之内。负载变化幅度和速率决定环路响应是大信号响应还是小信号响应。我们可根据稳态工作点定义小信号参数。因此,我们一般将低于稳态工作点10%的变化称为小信号变化。
实际上,误差放大器处于压摆范围(slewlimit)内,由于负载瞬态发生速度超过误差放大器的响应速度,放大器并不控制环路,所以,在功率电感器电流达到要求之前,由输出电容器满足瞬态电流要求。
大信号响应会暂时使环路停止工作。不过,在进入和退出大信号响应之前,环路必须提供良好的响应。环路带宽越高,负载瞬态响应速度就越快。
从小信号角度来看,尽管稳压环路可以提供足够的增益和相位裕度,但是开关转换器在线路或负载瞬态期间仍然可能出现不稳定状态和振铃现象。在选择外部元件时,电源设计工程师应意识到这些局限性,否则其设计就有可能遇到麻烦。
电感器选型
以图1所示的基本降压稳压器为例,说明电感器的选型。
对大多数TPS6220x应用而言,电感器的电感值范围为4.7uH~10uH。电感值的选择取决于期望的纹波电流。一般建议纹波电流应低于平均电感电流的20%。如等式1所示,较高的VIN或VOUT也会增加纹波电流。电感器当然必须能够在不造成磁芯饱和(意味着电感损失)情况下处理峰值开关电流。
以增加输出电压纹波为代价,使用低值电感器便可提高输出电流变化速度,从而改善转换器的负载瞬态响应。高值电感器则可以降低纹波电流和磁芯磁滞损耗。
可将线圈总损耗结合到损耗电阻(Rs)中,该电阻与理想电感(Ls)串联,组成了一个如图1所示的简化等效电路。
尽管Rs损耗与频率有关,但在产品说明书中仍对直流电阻(RDC)进行了定义。该电阻取决于所采用的材料或贴片电感器的构造类型,在室温条件下通过简单的电阻测量即可获得。RDC的大小直接影响线圈的温度上升。因此,应当避免长时间超过电流额定值。
线圈的总耗损包括RDC中的耗损和下列与频率相关联的耗损分量:磁芯材料损耗(磁滞损耗、涡流损耗);趋肤效应造成的导体中的其他耗损(高频电流位移);相邻绕组的磁场损耗(邻近效应);辐射损耗
可将上述所有耗损分量组合在一起构成串联耗损电阻(Rs)。耗损电阻主要用于定义电感器的品质。然而,我们无法用数学方法确定Rs。因此,我们一般采用阻抗分析仪在整个频率范围内对电感器进行测量。这种测量可以确定XL(f)、Rs(f)和Z(f)个别分量。
&nbs模压电感打样 p;我们将电感线圈电抗(XL)与总电阻(Rs)之比称为品质因素Q,参见公式(2)。品质因素被定义为电感器的品质参数。损耗越高,电感器作为储能元件的品质就越低。