技術標籤：電力電子

臨界導通模式，即CRM模式時，PFC開關頻率特性分析。

目錄

• • 公式
  • 基本特性
  • • 隨時間變化
    • 隨功率變化
    • 隨輸入電壓變化：
  • 程式碼

公式

此時有：
Ton：

Toff：

週期T：

開關頻率fs：

輸入電流峰值：

基本特性

隨時間變化

瞬時電壓下開關頻率變化曲線：

圖中為直觀顯示，輸入電壓放大200倍。可以看出，在半個週期內，開關頻率先減小，後增大。在輸入電壓過零附近開關頻率最大，在輸入電壓最大時開關頻率最小。
瞬時電壓下toff變化曲線：

為直觀顯示，關斷時間toff單位為us，且放大5倍。從圖中可以看出，輸入電壓過零附近導通時間最小，t=pi/2時導通時間最大。

隨功率變化

輸入電壓一定，，假設都在t=0.005，即pi/2處。不同功率下
開關頻率：

從圖中可以看出，隨著功率的增加，開關頻率是逐漸減小的。
導通時間：

從圖中可以看出，隨著功率的增加，導通時間線性增加。
關斷時間：

從圖中可以看出，隨著功率的增加，關斷時間線性增加。

隨輸入電壓變化：

當保持功率不變，且在固定時間點t=0.005s時，PFC開關頻率如下
開關頻率：

從圖中可以看出，隨著輸入電壓的增加，開關頻率先增大，後減小。
導通時間ton：

從圖中可以看出，隨著輸入電壓的增加，導通時間逐漸減小。

程式碼

以上作圖原始碼附上。（由於一些原因不能使用MATLAB，因此畫圖用的是octave，但是兩者程式碼似乎是相通的）

開關頻率與瞬時電壓(時間)的關係
t = 0:0.0001:0.01;
Iin = 10;       % 輸入電流有效值10A
Vin = 220;    % 輸入電壓有效值220V
Iinpeak = Iin * sqrt(2);    % 輸入電流峰值
Vinpeak = Vin * sqrt(2);  % 輸入電壓峰值
Vo =
 
 400;       % 母線電壓
L = 108e-6;    % 電感
f = 50;           % 輸入電壓頻率50Hz
w = 2 * pi * f;
ton = L * 2 * Iinpeak / Vinpeak;        % 導通時間
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 關斷時間
T = ton + toff;     % 週期
f_switching = 1 ./ T;   % 開關頻率
figure
##plot(t, T * 1e6)
##plot(t, f_switching)
plot(t, T* 1e6 * 5)
legend()
hold on
plot(t, Vinpeak * sin(w * t))
legend('T * 5', 'Vin')
xlabel('t/s')
ylabel('T(us) & Vin')
grid on


##開關頻率與功率的關係
t = 0.005;
Vo = 400;       % 母線電壓
L = 108e-6;    % 電感
f = 50;           % 輸入電壓頻率50Hz
w = 2 * pi * f;
eta = 0.98;   % 效率
P = 0:100:3000; % 功率0~3000W
Vin = 220;    % 輸入電壓有效值220V
Iin = P ./ eta ./ Vin;
Iinpeak = Iin .* sqrt(2);    % 輸入電流峰值
Vinpeak = Vin * sqrt(2);  % 輸入電壓峰值
ton = L * 2 * Iinpeak / Vinpeak;        % 導通時間
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 關斷時間
T = ton + toff;     % 週期
f_switching = 1 ./ T;   % 開關頻率

plot(P,f_switching/1000, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-f_switching')
xlabel('P/w')
ylabel('f_switching/kHz')

grid on
figure
plot(P,ton*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-ton')
xlabel('P/w')
ylabel('ton/us')
grid on

figure
plot(P,toff*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('P-toff')
xlabel('P/w')
ylabel('toff/us')
grid on


##開關頻率與輸入電壓的關係
t = 0.005;
Vo = 400;       % 母線電壓
L = 108e-6;    % 電感
f = 50;           % 輸入電壓頻率50Hz
w = 2 * pi * f;
eta = 0.98;   % 效率
P = 3000; % 功率3000W
Vin = 110:5:290;    % 輸入電壓有效值220V
Iin = P ./ eta ./ Vin;
Iinpeak = Iin .* sqrt(2);    % 輸入電流峰值
Vinpeak = Vin .* sqrt(2);  % 輸入電壓峰值
ton = L * 2 * Iinpeak ./ Vinpeak;        % 導通時間
toff = L * 2 * Iinpeak * sin(w * t) ./ (Vo - Vinpeak * sin(w * t));     % 關斷時間
T = ton + toff;     % 週期
f_switching = 1 ./ T;   % 開關頻率

plot(Vin,f_switching/1000, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-f_switching')
xlabel('Vin/V')
ylabel('f_switching/kHz')
grid on

figure
plot(Vin,ton*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-ton')
xlabel('Vin/V')
ylabel('ton/us')
grid on

figure
plot(Vin,toff*1e6, 'r', 'LineWidth',1)
legend('Vin-toff')
xlabel('Vin/V')
ylabel('toff/us')
grid on