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PFC電路：切換頻率的調整

2022.12.21

重點

・本文的範例表明，當改變了PFC Synchronous CCM電路中的工作條件時，透過調整切換頻率，可以最佳化電感電流漣波率，同時可以提高效率。

・計算可以獲得適當漣波率的切換頻率，並透過模擬進行驗證。

PFC電路：切換頻率的調整

此前，作為透過改變電路條件來最佳化電感電流漣波率的方法，我們介紹過調整電感的電感值的方法。在這裡將介紹另一種方法，即調整切換頻率fSW的方法。工作模式以CCM（電流連續模式）為前提。

電路範例

該電路以Power Device Solution Circuit/AC-DC PFC的一覽表中的模擬電路“A-6. PFC CCM Synchro Vin＝200V Iin＝2.5A”為例（參考圖6）。
關於更詳細的電路圖，還可以透過這裡查看。

在本例中，當改變了圖6黃色框中的條件時，需要透過調整切換頻率來最佳化電感電流的漣波率。可透過模擬來檢驗其結果。


圖6：PFC模擬電路“A-6. PFC CCM Synchro Vin＝200V Iin＝2.5A”及改變條件

切換頻率調整前的漣波率

圖7表示調整切換頻率fSW之前（預設值：100kHz）的電感電流IL。它的峰值為IL_peak≈7.8A 。


圖7：切換頻率fSW調整前（預設值：100kHz）的電感電流IL

輸入電流的峰值為Iin_peak=√2×Iin≈7.07A，根據這些條件，漣波率M計算如下：
 

由於漣波率與通常的“小於30%”相比足夠小，因此考慮透過降低fSW來最佳化漣波率，從而提高效率。fSW調整前的效率為 η=97.2%。

切換頻率的調整

切換頻率fSW通常利用以下公式計算：
 

設η=0.972、漣波率M為通常的30%（0.3），則fSW計算如下：
 

從計算結果來看，當改變為fSW=55kHz並重新進行模擬時，如圖8所示，峰值電感電流變為IL_peak≈8.5A。在這種情況下，漣波率M=(8.5－7.07)/7.07≈20.2%。效率為η=97.3%，比fSW調整前提高了0.1%。透過模擬可以驗證，透過這種fSW調整，可以獲得適當的電感電流漣波率，同時還可提高效率。


圖8：將切換頻率fSW調整為55kHz後的電感電流IL

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