两相交错式 PFC（功率因数校正）设计计算器，用于 6.6kW OBC 的工程设计、损耗分析和参数寻优。

控制方式：UCC28070A 平均电流模式

cd C:\Users\yangs\py
pip install numpy scipy matplotlib pandas click rich
python -m pfc_design run          # 单点设计分析
python -m pfc_design optimize     # 参数寻优
python -m pfc_design mosfets      # 查看 MOSFET 数据库
python -m pfc_design cores        # 查看磁芯数据库

--fsw 65          固定开关频率(kHz)，不扫描
--tech Si         仅搜索 Si MOSFET（默认，Si CoolMOS + Si SuperJunction）
--tech all        搜索所有 MOSFET 技术
--tech SiC        仅 SiC MOSFET
--top 10          显示前 10 最优结果
--n-cores 2       堆叠磁芯数量

--vin 220         输入电压 (Vrms)
--vout 410        输出电压 (Vdc)
--pout 6600       输出功率 (W)
--fsw 100000      开关频率 (Hz)
--ripple 0.3      纹波比
--core 0077083A7  指定磁芯
--mosfet IMW65R048M1H  指定 MOSFET
--no-plot         不生成图表

pfc_design/
├── core/              spec (DesignSpec+MosfetSpec), operating_point, constants
├── magnetics/         core_database, steinmetz (OSE/MSE/iGSE), saturation, winding
├── models/            inductor, mosfet, diode, bridge_rectifier, capacitor, system
├── optimization/      design_space, sweep (grid search), pareto, scipy_opt
├── plotting/          losses (pie), inductor (LvsI), efficiency, sweep_viz
├── report/            console (Rich tables), pdf_report
├── data/
│   ├── cores.json                       33 种磁环 (Kool Mu, MPP, HighFlux, Ferrite...)
│   ├── mosfets.json                     21 款 MOSFET (SiC + Si CoolMOS + SJ + GaN)
│   └── steinmetz_coefficients.json      18 种材料 Steinmetz 系数
└── tests/             verify_mathcad (8 tests)

• 磁芯损耗: Steinmetz OSE — P_fe = k × f^α × B_ac^β × Ve
• 铜损: Rdc × Irms² × F_skin × F_prox（集肤 + Dowell 邻近效应，磁环分布式绕组）
• 饱和模型: DC bias 多项式 — %μi = f(H_dc)，L_eff = L₀ × %μi
• 匝数迭代: B_max < 0.7×B_sat 约束下自动调整匝数

• 导通损耗: I_ds_rms² × Rds_on(Tj)（含温度修正）
• 开关损耗: fsw × (Eon + Eoff)，半周期积分
• Coss 损耗: ½ × Coss_er × Vout² × fsw
• 栅极驱动: Qg × Vgs × fsw

• 正向损耗: Vf × I_avg + Rd × I_rms²
• 反向恢复: Qrr × Vout × fsw（SiC 忽略）

• 低频纹波: ΔVpp = Iout / (2π × f_line × C)
• ESR 损耗: Ic_rms² × ESR_parallel
• 寿命: Arrhenius — L = L_rated × 2^((T_rated-T_core)/10) × (I_rated/I)^n

1. 笛卡尔积: fsw × ripple_ratio × core × mosfet
2. 每个组合计算完整损耗
3. 约束检查:
   • B_max < 0.7×B_sat（磁饱和）
   • 窗口利用率 < 60%（绕线可行性）
   • L_eff > 20%×L₀（不严重饱和）
4. 按总损耗排序 → Top N 对比表 + 效率 Plateau 散点图

• 将优化目标明确为“工程约束下的系统总损耗最小”，默认按 P_total_W 对可行解排序
• optimize 默认只搜索 Si MOSFET（Si CoolMOS + Si SuperJunction），需要全技术比较时显式使用 --tech all
• 增加 --core-material、--core-limit、--csv 寻优选项，支持控制磁芯候选范围并导出完整 sweep 结果
• 修复 --tech 参数只影响显示、不影响实际 sweep 的问题；CLI 选出的 MOSFET 候选现在会传入 ParamSweep
• 扫描结果新增细分损耗字段：电感铁损/铜损、MOSFET 导通/开关/Coss/驱动、二极管正向/反恢复、整流桥、电容 ESR
• 修正电感设计中 L_eff_at_ipeak_uh 使用 RMS 偏置值的问题，现在按峰值电流下的有效电感计算 Bmax 和饱和比例
• 修复项目 pyproject.toml 打包配置，支持 py -3 -m pip install -e . 安装运行
• 新增公众号发布说明文档 DOC/pfc_design_calculator_article.md，说明软件目的、实现细节、寻优思路和 CLI 使用方式
• 验证默认 Si MOSFET 固定 65kHz 寻优：1040 个组合、52 个可行点，当前最优点约 213.0W 系统损耗、97.09% 效率
• 回归测试 tests/verify_mathcad.py 通过：8 passed

• 磁芯损耗从 iGSE 切换为 OSE（iGSE 的 ki 归一化系数有误）
• 寻优窗口利用率约束从 40% 放宽到 60%（磁环绕线实际可行）
• 修复 B_max 约束检查（之前错误乘以匝数）
• 增加固定 fsw 寻优选项 --fsw 65
• 增加 8 款 SJ MOSFET（32-68mΩ：Infineon IPW65RxxxM8, ST STWxxx, ON Semi FCHxxx）
• MOSFET 数据库共 21 款（5 SiC + 3 Si CoolMOS + 10 SJ + 2 GaN + 1 参考模型）

• 初始版本：Mathcad PFC 计算书 → Python
• 磁芯数据库 33 款、Steinmetz 18 种材料
• 四维寻优引擎、Pareto 前沿提取
• Rich 控制台表格、损耗饼图、LvsI 饱和曲线

对照 Mathcad PDF 原值回归测试（8 项）：

python -m pytest pfc_design/tests/verify_mathcad.py -v
# 8 passed