PFC回路：インダクタンス調整

PFC回路：インダクタンスの調整

PFC回路の諸条件を変更した場合に、インダクタ電流のリップル率の調整が必要になる場合があります。ここでは一例として、インダクタのインダクンスを適切な値に調整する方法を示します。動作モードはCCM（電流連続モード）を前提とします。

回路例

回路は、前セクション「Solution CircuitのPFCシミュレーション回路」で説明した、Power Device Solution Circuit/AC-DC PFCの一覧にあるシミュレーション回路「A-4. PFC CCM V_in＝200V I_in＝2.5A」を例にします（図3参照）。回路図はWebページ一覧の該当の「Schematic Information」のアイコンをクリックすると詳細を確認できます。直接のURLはこちらです。

この例では、図3の黄色ボックス部の条件を変更した場合に、インダクタ電流のリップル率を適切な値にするためにインダクタのインダクタンスを調整し、その結果をシミュレーションを利用して確認します。

図3：PFCシミュレーション回路「A-4. PFC CCM V_in＝200V I_in＝2.5A」および変更条件

インダクタンス調整前のリップル率

図4に条件変更後のインダクタンス調整前（デフォルト値：1mH）のインダクタ電流I_Lをシミュレーションした結果を示します。この状態でのピーク値は I_{L_peak}≈3.7A になっています。

図4：インダクタンスL調整前（デフォルト値：1mH）のインダクタ電流I_L

入力電流のピーク値は I_{in_peak}=√2×I_in≈2.82A なので、これらからリップル率Mを計算すると以下のようになります。

 

リップル率は30%未満に設定するのが一般的なので、この場合インダクタンスLを調整してリップル率を下げる必要があります。

インダクタンスの調整

インダクタンスLは、一般的に以下の式で求められます。

 

η=0.95、リップル率Mを30%（0.3）にした場合のL値を計算すると以下のようになります。

 

計算結果からL値を2mHに変更して再シミュレーションを実施すると、図5が示すようにインダクタ電流のピークは I_{in_peak}≈3.4A になります。よってリップル率は M=(3.4－2.82)/2.82≈20.6% になり、目標の30%未満になることが確認できました。

図5：インダクタンスLを2mHに調整した場合のインダクタ電流I_L