世纪电源网社区logo
社区
Datasheet
标题
返回顶部
未解决

请教一下,如何用Mathcad绘制PFM模式的电感电流波形?

[复制链接]
查看: 3713 |回复: 29
1
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-23 13:15:08
10问答币
如题,最近在设计一款电源,PFC工作在临界连续模式,IC的控制方式是恒定导通时间控制(在输入市电电压一定时,开关导通时间是一定的);
那么问题来了,想用mathcad来计算出电感电流有效值时,绘制整个市电周期里的电感电流波形,遇到难题了:Ton是固定的,但是Toff是变化的,也即开关频率是变化的;那么怎样用公式或者函数来绘制整个市电周期,电感电流的波形呢?
Current.PNG
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-23 13:16:11
 
补充参考图片如附件
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-23 13:28:05
 
只是想要波形?电感电流的有效值有公式的。
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-23 13:31:27
 
我知道公式可以大概的计算评估出来,因为整个交流输入周期的频率是变化的;计算有效值电流,总得取一个开关频率吧(最大开关频率?最小开关频率?)
主要是想绘制出来,把理论和实际值进行比对一下(比如说观察peak电流值)
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-23 13:46:00
 
计算的话,是不需要知道最大最小开关频率的,只要假设开关频率比工频高很多很多。
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-23 14:03:25
 
那这样说吧,我就是想要绘制出一个市电周期里,电感电流临界开关的电流波形;请问如何绘制出来?
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-23 22:12:36
 
补充实际的计算文档,请大家帮忙看看,如何进行绘制,谢谢! PFC calculation.zip (240 KB, 下载次数: 148)
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-24 15:20:33
 
雖然不同意用恆定的開關頻率,還是按你的意思繪制。

1.png
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-24 16:45:07
 
Toff时刻的电感电流波形呢?
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-24 22:08:02
 
Ton 电流已不是CRM的了,Toff 的就算了吧。
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-25 08:19:39
 
Ton时刻的电流不是CRM的?你咋看出来不是的了?
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-25 11:08:03
 
怎会是呢,都不是变频的。
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-25 15:51:32
 
Ton是定值;Toff是变化的;绘制的波形图,你看看只观察了几个开关周期数?
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-25 16:19:20
 
你Mathcad里把10ms均分为350个点,每个点有一个Ton电流脉冲,是定频吧?
8楼图里,4.8ms 至5.2ms 内有14个开关周期,如果时间段是1.8ms 至2.2ms 呢,也是14个,哪有变频?
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-28 15:07:49
 
感谢兄台的明示,确实存在问题;终究觉得,还是取一个极限值下的开关频率作为恒定开关频率计算;这样会清晰一些;
CRM PFC.PNG
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-28 15:31:03
 
这样算出来的电感电流有效值,跟真正CRM的,会相差多少呢?
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-28 17:17:35
 
虽然不是CRM波形,但计算结果(=3.347A)与计算CRM公式的无有差别。
因为半个工频周期内,开关周期个数足够多,CRM与否,影响不大。
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-29 08:47:18
 
根据计算值与实测值,非常接近了;连效率值都相差不到1%;
看来确实没有必要纠结电感电流每一个开关周期的波形是否是与真实相同,只要选取的开关点数足够多就会接近实际值了。
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-29 11:18:12
 
虽则如此,但如果要计算MOSFET或Diode的RMS电流时,是否仍然可行?
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-29 12:48:27
 
嗯,确实值得商榷,如果只是作为粗略的损耗评估,应该是够了;
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-29 13:21:34
  • 倒数10
 
我用常规CRM计算方法,MOS和Diode的RMS电流分别是2.86A和1.74A,可你的是2.3A和2.4A,差别有点大了。(希望没算错
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-30 09:30:22
  • 倒数9
 
兄台可否把你的计算文档上传给我进行比对参考一下?
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-30 10:04:55
  • 倒数8
 
True CRM 的:

Irms.png
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-30 16:52:44
  • 倒数5
 
刚才实际测试了一下,实测电流有效值非常接近你这个True CRM图片里的公式计算出来的值;
请问你这个公式是从何而来,怎么推导的呢?谢谢!
greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-30 21:04:41
  • 倒数4
 
On Semi 的 PFC handbook ,P.79
http://pan.baidu.com/s/1cuBZg6

我自己的方法:

1.png
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-31 12:44:07
  • 倒数3
 
非常感谢了,我先学习一下;能够总结出自己的一些理论计算方式,实乃不易,佩服!
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-31 13:52:57
  • 倒数2
 
将greendot兄所推荐的pdf中,关于CRM电流波形的说明计算页,专门挑出来

CRM PFC RMS Current Formula.pdf

53.93 KB, 下载次数: 117, 下载积分: 财富 -2

greendot
  • 积分:31806
  • |
  • 主题:0
  • |
  • 帖子:8730
积分:31806
LV12
专家
  • 2017-8-30 10:18:40
  • 倒数7
 
定频的:

Irms2.png
朴华
  • 朴华
  • 离线
  • LV8
  • 副总工程师
  • 积分:3127
  • |
  • 主题:38
  • |
  • 帖子:1255
积分:3127
LV8
副总工程师
  • 2017-8-30 10:41:41
  • 倒数6
 
你用两种方式计算的电感电流有效值电流虽然都是一样,但是和我这里计算的不同,我才2.3A左右。。。。。。我再看看,会是哪里的差异;
kingr
  • kingr
  • 离线
  • LV3
  • 助理工程师
  • 积分:287
  • |
  • 主题:1
  • |
  • 帖子:43
积分:287
LV3
助理工程师
最新回复
  • 2021-7-10 12:02:32
  • 倒数1
 
谢谢分享!
热门技术、经典电源设计资源推荐

世纪电源网总部

地 址:天津市南开区黄河道大通大厦8层

电 话:400-022-5587

传 真:(022)27690960

邮 编:300110

E-mail:21dy#21dianyuan.com(#换成@)

世纪电源网分部

广 东:(0755)82437996 /(138 2356 2357)

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 | 联系我们 | 广告服务 | 法律声明 | 友情链接 | 清除Cookie | 小黑屋 | 不良信息举报 | 网站举报

Copyright 2008-2024 21dianyuan.com All Rights Reserved    备案许可证号为:津ICP备10002348号-2   津公网安备 12010402000296号