適合大功率的CCM模式APFC電路設計

　　優(yōu)點：飽和點高，開氣隙后，磁導率穩(wěn)定;

　　缺點：需要開氣隙。另外，大都是環(huán)狀的。

　　在此說明一下，環(huán)形鐵芯雖然繞線比較困難，沒有E型什么帶骨架的那種容易繞。但是環(huán)形鐵芯繞出來的電感分布電容小，對將來處理電磁兼容帶來了很多便利之處。E型的骨架繞線一般都是繞好幾層，層間電容比較大，對EMC產生不利影響。另外，開氣隙的鐵芯，在氣隙處，銅損會變大(因為氣隙處的漏磁在銅線上產生渦流損耗)。

　　下面我們就選擇一種環(huán)形磁粉芯來作為我們PFC電感的磁芯。我們上面已經計算出了幾個參數(shù)：

　　輸入電流最大有效值：Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

　　輸入電感電流最大峰值：ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

　　升壓電感最小值：Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

　　繼續(xù)計算：

　　線圈選擇電流密度為5A/平方毫米，可以計算出我們需要用的漆包線的線徑為：

　　2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米

　　因為這是按照最極限的輸入電壓，也就是說按照最大的輸入電流時來計算的。所以電流密度取的裕量比較大。實際按照不同的成本要求，也可以把電流密度取大一些，比如此處取電流密度為8A/平方毫米的話，那么可以得到線徑為：

　　2×SQRT(7.67/(8×3.14))=1.1毫米

　　這也是可以接受的。

　　因為是CCM模式的工作方式，基波是低頻的半正弦波，在此處我們就不考慮趨膚效應了。選用單根的漆包線就可以了。

　　常用的幾個公式：

　　LI=NΔBAe

　　L：電感量，I：電流，N：匝數(shù)，ΔB：磁感應強度變化量，Ae：磁芯截面積

　　L=N×N×Al

　　Al：電感系數(shù)

　　H=0.4×3.14×N×I/Le

　　H：磁場強度，Le：磁路長度

　　計算磁芯大小的方法有幾種，最常用的就是AP法，但實際上，因為磁粉芯的磁導率隨磁場強度變化較大，計算經常需要迭代重復。另外，因為磁環(huán)的規(guī)格相對比較少。我們就不用AP法計算了。而是直接拿磁芯參數(shù)過來計算，幾次就可以得到需要的磁芯了。經驗越豐富，計算就越快了。

　　適合用來做PFC電感的磁粉芯主要有三類：鐵鎳鉬(MPP)、鐵鎳50(高磁通)、鐵硅鋁(FeSiAl)。其中，鐵鎳鉬粉芯的飽和點大概在B=0.6附近，而后兩者都可以達到1以上。　　此處，我們選用某國產的鐵硅鋁粉芯，下面是該粉芯的一些特性曲線圖：

　　從圖上可以看見，當磁場強度上升的時候，磁導率在下降。那么電感量也就會下降。所以，我們希望電感量在承受直流偏磁時不要跌落的太多，那么設計所選擇的磁場強度就不能太高。我們選用初始磁導率μ0=60的鐵硅鋁粉芯，那么可以從圖中看到，當磁場強 度為100Oe時，磁導率還有原來的42%，而當磁場強度為100Oe時，磁感應強度為0.5T，遠未到飽和點。我們就把設計最大磁場強度定為 100Oe。

　　那么根據(jù)