太阳城注册

世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
文章标题
获取上端
未解决

PFC 输出电容有效值的计算

[复制链接]
检查: 367 |回信: 14
1
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-9 10:07:50
10问答币
各位大佬大家好,请问一下输出电容的有效值计算怎么来的?
当前已知信息有输出电压,输出功率,输入电压。

看到有两处的公式都是一样的,
我觉得图中 第二部分是 负载端的电流Io,该值为恒定值,为Po/Vo,
如果按照节点电流分析,那么第一部分就是输出BOOST二极管Id的有效值,那么这一部分公式应该怎么去理解,去推倒?
有知道的大佬分享下吗? 谢谢了。

Capture3.PNG (51.66 KB, 下载次数: 1)

Capture3.PNG

Capture.PNG (109.45 KB, 下载次数: 5)

Capture.PNG

Capture2.PNG (199.45 KB, 下载次数: 5)

Capture2.PNG
收藏收藏0
nc965
  • 积分:80463
  • |
  • 主题:114
  • |
  • 帖子:24284
积分:80463
版主
  • 2022-8-9 10:44:17
 
PFC输出电容的有效值,没有这个概念。
PFC输出电容上流过的电流的有效值,有这个概念,这个概念就是:它就是拓扑电流的交流成分,由于去掉了直流成分,其有效值成倍大幅降低,一般也不用去计算,这是因为1它只与电解发热有关(与拓扑参数无关),2现代电解的工艺参数都能保证这个应用(否则卖不出去)。
PFC输出电容上的电压有效值,有这个概念,它其实是输出电压,但这个有效值与其平均值相差无几,不用去计算,也不影响啥。
PFC输出电容上的纹波电压有效值,有这个概念,但(基于上述原因)这不重要,比它重要得多的是纹波幅度,这直接涉及安全、保护、出力、性价比。

评分

参与人数 121币 +5收起理由
世纪电源网-九天 + 5

查看全部评分

jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-9 12:55:01
 
965 你好,确实,我的表述有点不妥当,但有几个观点不太同意。


PFC输出电容的有效值,没有这个概念。
输出电容有效值,漏了电流信息,我想知道的是 输出电容上的电流有效值,我已经在帖子的标题上补充了 关键字 电流

PFC输出电容上流过的电流的有效值,有这个概念,这个概念就是:它就是拓扑电流的交流成分,由于去掉了直流成分,其有效值成倍大幅降低,一般也不用去计算,这是因为1它只与电解发热有关(与拓扑参数无关),2现代电解的工艺参数都能保证这个应用(否则卖不出去)。

我还是想去计算下这个电流有效值,这个有效值可以进行后续的损耗计算,从而进行电容的寿命计算等关键信息。

PFC输出电容上的电压有效值,有这个概念,它其实是输出电压,但这个有效值与其平均值相差无几,不用去计算,也不影响啥。
这个我同意你的说法。

PFC输出电容上的纹波电压有效值,有这个概念,但(基于上述原因)这不重要,比它重要得多的是纹波幅度,这直接涉及安全、保护、出力、性价比。
这个不是本次讨论的内容。我也同意纹波电压幅值更重要,他间接决定了输出电容容(如公式1 所列的关系,纹波幅值越大,其所需电容容值越小,成本越低),

nc965
  • 积分:80463
  • |
  • 主题:114
  • |
  • 帖子:24284
积分:80463
版主
  • 2022-8-9 16:02:04
  • 倒数8
 
你要的答案就是:电解电流有效值Ice = 输出电流Iout*纹波系数Ku*幅度减半(去直流)*0.577(三角波有效值)/2(PFC)
设4KWPFC输出电流10A,
连续模式 Ku=0.4: Ice = 10A*0.4*0.5*0.577/2=0.577A
临界模式 Ku=2.0: Ice = 10A*2*0.5*0.577/2=2.89A
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-10 08:25:51
  • 倒数5
 
965 你好,
确实,我想要得到的是电解电容的有效值,该有效值用来计算电解电容的损耗。
但是我觉得你的公式有点问题。
1) 首先MPS 和infineon 的电解电容是根据输出功率,输出电压,及输出电压的ripple 直接算出来的。
而且这个Co是在计算过程的第一步,整个计算过程中没有电流的纹波系数这个因素引进去。

2) 另外我看你公式中有个0.577, 请问这个系数是根号3 除3得到的吗?  整个公式里面没有π 参数参与运算吗?
我觉得diode 的峰值包络应该也是一个sin 形式的波形吧。

3) 还有 按照你的公式来计算,4KW ,0.4 的电流纹波系数,电解电容电流有效值只有0.6A 左右。
但是我看到的MPS 和infineon 计算的电解电容有效值,基本上都是在7-8A这种量级,当然他们的纹波系数在0.2附近,但是他们的输出功率小,
两方计算得出的电解电容RMS 值应该不会有这种10倍级别的差异吧,所以我觉得应该有一方给出的公式是有问题的。

具体可以看下下面的这张图。

Capture5.PNG (285.31 KB, 下载次数: 2)

Capture5.PNG
nc965
  • 积分:80463
  • |
  • 主题:114
  • |
  • 帖子:24284
积分:80463
版主
  • 2022-8-10 08:43:17
  • 倒数4
 
有没有问题,你找一个没有问题的方法计算出一个答案,(或者实测一个波形),对比一下就知道了
1) 说了,电解电流波形就是拓扑电流波形,意思与电解容量无关,不用率先计算出来
       说了,电解电压波形就是输出电压波形,意思与电解容量有关,涉及安全诸元,但不影响电解电流,可以最后核算一下
2) 0.577(√3/3)是三角波峰值与有效值的关系,正弦波是0.707 (1/√2),公式里面没有π 参数参与,既然diode 的峰值已经换算成有效值,觉得其包络应该满足正弦有效值与峰值的关系,就是最后那个2=√2*√2
3) 4KW10A ,0.4 的电流纹波系数,根据纹波电流定义,10A*0.4=4A,峰值才4A,有效值怎么会是7-8A这种量级?
4)不过确实发现点问题,纹波系数的定义是指电感电流,二极管电流峰值虽然相等(电流连续),但是断续模式,其有效值应该显著更低(与输入电流比较)或者显著更高(与输出电流比较)。
谢开源系统
  • 积分:11520
  • |
  • 主题:81
  • |
  • 帖子:2900
积分:11520
LV10
总工程师
  • 2022-8-9 12:10:53
 
见过有二极管有效值的公式是:32*sqrt(2)*Pin^2/(9*Pi*Vac*Vo)
也不知公式怎么来的

评分

参与人数 121币 +5收起理由
世纪电源网-九天 + 5

查看全部评分

jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-9 13:05:24
 
你这个公式我见过类似的表达式。

但是没有细推过这两个表达式是不是一样的意思。
我这份AN 是在CRM 模式下,interleave 的condition 下计算的
公式如下 :


另外我有个疑问, PFC diode 计算RMS 有什么目的呢?
如果计算diode损耗, 我们需要知道的关键信息是diode 的平均值,其可以直接通过Iavg=Po/Vo, 然后乘 VF压降就可以了。
所以diode 的RMS 目的是什么呢?  

Capture4.PNG (204.23 KB, 下载次数: 2)

Capture4.PNG
谢开源软件
  • 积分:11520
  • |
  • 主题:81
  • |
  • 帖子:2900
积分:11520
LV10
总工程师
  • 2022-8-9 13:43:56
  • 倒数10
 
二极管有效电流可能就是为了计算电容有效电流用的。
你的这份MPF32010 reference design 3.3KW totem PFC 文件能否共享一下?
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-9 14:28:28
  • 倒数9
 
这个有可能。
得到了diode 的RMS 值, 那么这个值平方后减去 输出电流的平方 就得到输出电解电容的rms值了(需要开根号)。
MPS 的文章附件太大了,你留个邮箱,到时候我发给你吧

谢开源代码
  • 积分:11520
  • |
  • 主题:81
  • |
  • 帖子:2900
积分:11520
LV10
总工程师
  • 2022-8-9 16:23:27
  • 倒数7
 
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-10 09:14:08
  • 倒数2
 


试一下这个链接可不可以用

Capture6.PNG (110.66 KB, 下载次数: 1)

Capture6.PNG
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
最新回复
  • 2022-8-10 21:06:09
  • 倒数1
 
发了哈
jiazifei0512
  • 积分:3188
  • |
  • 主题:31
  • |
  • 帖子:135
积分:3188
LV8
副总工程师
  • 2022-8-10 09:06:34
  • 倒数3
 
http://bbs.slamtik.com/thread-47049-1-1.html?fromuid=132797

这个帖子里有推倒过程,就是比较猛,写了三页,且得好好消化一下,
他是基于CCM 的条件推倒的。
wangdongchun
  • 积分:35107
  • |
  • 主题:233
  • |
  • 帖子:5803
积分:35107
LV12
专家
  • 2022-8-9 22:13:34
  • 倒数6
 
这个资料或许能帮到你

评分

参与人数 121币 +5收起理由
世纪电源网-九天 + 5

查看全部评分

热门技术、经典电源设计资源推荐

多世纪电原网茶企总部

地 址:武汉市南开区大河道大通商务中心8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#slamtik.com(#改为@)

多世纪电原网分院

广 东:(0755)28285637 /(13823562357)

北 京:(010)69525295 /(15901552591)

上 海:(021)24200688 /(13585599008)

香 港:HK(852)92121212

China(86)15220029145

网站简介 | 网站帮助 | 意见反馈 | 太阳城注册 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | | 网站举报