适合大功率的CCM模式APFC电路设计

　　优点：饱和点高，开气隙后，磁导率稳定;

　　缺点：需要开气隙。另外，大都是环状的。

　　在此说明一下，环形铁芯虽然绕线比较困难，没有E型什么带骨架的那种容易绕。但是环形铁芯绕出来的电感分布电容小，对将来处理电磁兼容带来了很多便利之处。E型的骨架绕线一般都是绕好几层，层间电容比较大，对EMC产生不利影响。另外，开气隙的铁芯，在气隙处，铜损会变大(因为气隙处的漏磁在铜线上产生涡流损耗)。

　　下面我们就选择一种环形磁粉芯来作为我们PFC电感的磁芯。我们上面已经计算出了几个参数：

　　输入电流最大有效值：Iinrmsmax=Pin/Umin=652/85=7.67A

　　输入电感电流最大峰值：ILpk=Iinrmsmax+0.5*Ihf=10.85+0.5*2.17=11.94A

　　升压电感最小值：Lmin=(0.25*Uout)/(Ihf*fs)=(0.25*400)/(2.17*65KHz)=709uH

　　继续计算：

　　线圈选择电流密度为5A/平方毫米，可以计算出我们需要用的漆包线的线径为：

　　2×SQRT(7.67/(5×3.14))=1.4毫米

　　因为这是按照最极限的输入电压，也就是说按照最大的输入电流时来计算的。所以电流密度取的裕量比较大。实际按照不同的成本要求，也可以把电流密度取大一些，比如此处取电流密度为8A/平方毫米的话，那么可以得到线径为：

　　2×SQRT(7.67/(8×3.14))=1.1毫米

　　这也是可以接受的。

　　因为是CCM模式的工作方式，基波是低频的半正弦波，在此处我们就不考虑趋肤效应了。选用单根的漆包线就可以了。

　　常用的几个公式：

　　LI=NΔBAe

　　L：电感量，I：电流，N：匝数，ΔB：磁感应强度变化量，Ae：磁芯截面积

　　L=N×N×Al

　　Al：电感系数

　　H=0.4×3.14×N×I/Le

　　H：磁场强度，Le：磁路长度

　　计算磁芯大小的方法有几种，最常用的就是AP法，但实际上，因为磁粉芯的磁导率随磁场强度变化较大，计算经常需要迭代重复。另外，因为磁环的规格相对比较少。我们就不用AP法计算了。而是直接拿磁芯参数过来计算，几次就可以得到需要的磁芯了。经验越丰富，计算就越快了。

　　适合用来做PFC电感的磁粉芯主要有三类：铁镍钼(MPP)、铁镍50(高磁通)、铁硅铝(FeSiAl)。其中，铁镍钼粉芯的饱和点大概在B=0.6附近，而后两者都可以达到1以上。　　此处，我们选用某国产的铁硅铝粉芯，下面是该粉芯的一些特性曲线图：

　　从图上可以看见，当磁场强度上升的时候，磁导率在下降。那么电感量也就会下降。所以，我们希望电感量在承受直流偏磁时不要跌落的太多，那么设计所选择的磁场强度就不能太高。我们选用初始磁导率μ0=60的铁硅铝粉芯，那么可以从图中看到，当磁场强 度为100Oe时，磁导率还有原来的42%，而当磁场强度为100Oe时，磁感应强度为0.5T，远未到饱和点。我们就把设计最大磁场强度定为 100Oe。

　　那么根据