移相全橋參數(shù)VIP

1、l 輸入電壓：270VDC20%l 輸出電壓：60Vl 輸出電流：25A4.1.2 變壓器的設(shè)計(jì) 1)原副邊匝比為了降低輸出整流二極管的反向電壓，降低原邊開(kāi)關(guān)管的電流應(yīng)力，提高高頻變壓器的利用率，高頻變壓器原副邊匝比應(yīng)盡可能大一些。為了在輸入電壓范圍內(nèi)能夠輸出所要求的電壓，變壓器的匝比應(yīng)按輸入電壓最低時(shí)來(lái)選擇。設(shè)副邊最大占空比為0.425，此時(shí)副邊電壓為：(V)(4.1)其中，為變換器的輸出電壓，為副邊整流二極管的導(dǎo)通壓降，為輸出濾波電感寄生電阻在變換器額定輸出時(shí)的直流壓降，為變壓器副邊的最大占空比。變壓器的原副邊匝比為：2)選磁芯初選新康達(dá)錳鋅軟磁鐵氧體鐵芯EE42A，其。3)確定原副邊匝數(shù)

2、匝數(shù)的確定可以先確定原邊，也可先確定副邊，但由于原邊的電壓是變化的，可根據(jù)輸出是固定的來(lái)先確定副邊匝數(shù)Ns，由電磁感應(yīng)定律有： (4.2)將，代入上式有：取匝，又由，取匝，Np為變壓器原邊匝數(shù)。4)導(dǎo)線的選取導(dǎo)線應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的集膚效應(yīng)的影響來(lái)選取導(dǎo)線的線徑，即根據(jù)穿透深度的大小來(lái)選取線徑，導(dǎo)線線徑應(yīng)小于兩倍的穿透深度，穿透深度根據(jù)下面的公式計(jì)算： (4.3)式中為交變角頻率，為導(dǎo)線的磁導(dǎo)率，為導(dǎo)線的電導(dǎo)率(此處，)，經(jīng)過(guò)計(jì)算，可得mm，導(dǎo)線直徑應(yīng)小于，所以應(yīng)選厚度小于0.375mm的銅皮，選取電流密度為，變壓器原邊的導(dǎo)電面積：所以原邊選用一層的銅皮繞制。此處為模塊輸入電壓的最小值。同理，變壓器副

3、邊繞組的導(dǎo)電面積為，實(shí)際選用的銅皮一層繞制。5)窗口面積核算變壓器的原副邊都采用銅皮繞制，所以只需核算一下磁芯的窗口寬度即可。窗口中銅皮的厚度為原副邊的銅皮厚度之和：mm，小于的窗口長(zhǎng)度8.75mm，所選磁芯完全適合。4.1.3 輸出濾波電感的設(shè)計(jì)1. 電感值的選取濾波電感的經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)是使電感電流的脈動(dòng)為額定輸出電流的，也就是說(shuō)要使電感電流為額定輸出的時(shí)電感電流是臨界連續(xù)的，因?yàn)槊總€(gè)模塊的額定輸出為，所以應(yīng)設(shè)定電感電流輸出時(shí)電感電流是臨界連續(xù)的，那么有： (4.4)(4.5)若考慮整流管壓降和輸出濾波電感寄生電阻而引起的直流壓降，則：(4.6)其中Vin-mod max是模塊輸入電壓的最大值。將

4、、代入上式，可計(jì)算得。2. 濾波電感的設(shè)計(jì)濾波電感的設(shè)計(jì)步驟：1) 根據(jù)功率容量和工作狀態(tài)，選用EE42磁芯，磁芯的有效導(dǎo)磁面積為Ae=182mm2。2) 初選氣隙d=1.7mm，根據(jù)公式：(4.7)可得繞組匝數(shù)N=13.9，取N=14，則實(shí)際氣隙d=1.72mm。3) 核算磁芯最高工作磁密Bm。根據(jù)公式：(4.8)其中，可得Bm=0.28T。EE42的飽和磁密Bs=0.39T，BmBs設(shè)計(jì)符合要求。4)導(dǎo)線的選取。濾波電感電流有效值的最大值，取電流密度為4A/mm2，則需要的導(dǎo)線截面積為?？紤]集膚效應(yīng)，選用0.350.2mm2的銅皮單層繞制。5) 窗口面積核算濾波電感用銅皮繞制，因此只要核算

5、窗口寬度即可。需要的窗口寬度為0.3514mm=4.9mm，小于EE42的窗口寬度8.75mm，該磁芯符合設(shè)計(jì)需要。4.1.4 功率器件的選擇1) 開(kāi)關(guān)管的選擇FB-ISOP組合變換器的開(kāi)關(guān)管的電壓應(yīng)力為每個(gè)模塊的輸入電壓，是總的輸入電壓的一半，可得，電流應(yīng)力為每個(gè)模塊輸出電流折射到原邊的電流值，可得，考慮裕量，可選用IXYS公司的IRFP460(500V/20A)。2) 輸出整流二極管的選擇變壓器副邊采用全波整流，因此輸出整流二極管承受的電壓為兩倍的變壓器副邊電壓，二極管的最大電壓應(yīng)力。二極管最大電流應(yīng)力為，是每個(gè)模塊輸出電流的最大值?？紤]一定的電壓電流裕量，選用IXYS公司的共陰極二極管D

6、SEC60-04AC (400V/230A)。4.1.5 諧振電感的設(shè)計(jì)1 電感值的選取考慮到諧振電感的選用必須滿足由于：(4.9)，因此=，選擇選擇最大占空比丟失為，可以得到諧振電感量為：(4.10)實(shí)際選取選擇諧振電感為6.5。根據(jù)原理樣機(jī)的性能要求，選IRF460作為主開(kāi)關(guān)管，在Vdc25V時(shí)，其結(jié)電容。MOSFET輸出電容是非線性的，等效電容值與Vds有的關(guān)系29，因此：(4.11)滯后管開(kāi)關(guān)時(shí)，變壓器副邊是短路的，實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)的能量只有Lr的能量。因此為了實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)，必須滿足下式：(4.12)由此，可以得到：(4.13)此時(shí)對(duì)應(yīng)的負(fù)載電流為(A)，是滿載電流的33.8，也就是說(shuō)，當(dāng)負(fù)載

7、電流大于滿載電流的33.8時(shí)，滯后管可以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。超前管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)之間的死區(qū)時(shí)間設(shè)置為td(lead)=200ns，在死區(qū)時(shí)間內(nèi)，將即將開(kāi)通的超前管的結(jié)電容電荷全部抽光所需要的電流為：(4.14)該電流對(duì)應(yīng)于負(fù)載電流為，是負(fù)載電流的4.3%，也就是說(shuō)，當(dāng)負(fù)載電流大于滿載電流的4.3%，超前管可以實(shí)現(xiàn)軟開(kāi)關(guān)。2 諧振電感的設(shè)計(jì)1) 根據(jù)功率容量和工作狀態(tài)，選用EE33磁芯，磁芯的有效導(dǎo)磁面積為Ae=111mm2。2) 初選氣隙d=0.5mm，根據(jù)公式：(4.15)可得繞組匝數(shù)N=4.828，取N=5，則實(shí)際氣隙d=0.54mm。3) 核算磁芯最高工作磁密Bm。根據(jù)公式：(4.16)其中，可得Bm=0.1T。EE33的飽和磁密Bs=0.39T，BmBs設(shè)計(jì)符合要求。4) 導(dǎo)線的選取。諧振電感電流有效值的最大值，取電流密度為4A/mm2，則需要導(dǎo)線的面積為=2.291mm2。這里選用勵(lì)磁線（每股為0.1的漆包線100根絞制）繞制，其導(dǎo)電面積為mm2，因此需要的股數(shù)為3。5) 窗口面積核算取填充系數(shù)Ku=0.3，則需要磁芯的窗口面積為