雙正激變換電路設(shè)計(jì)模塊

1、名 稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第 12 頁(yè)，共 12 頁(yè) 雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)范編碼： TS-C010201007版 本：V1.0密 級(jí)：機(jī)密華為電氣研究管理部執(zhí)筆人: 沈楚春頁(yè) 數(shù)：共 11 頁(yè) 雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范2001年9月4日發(fā)布 2001年9月20日實(shí)施深 圳 市 安圣 電 氣 技 術(shù) 有 限 公 司前言本規(guī)范于2001年8月10日首次發(fā)布。本規(guī)范起草單位：一次電源研究部本規(guī)范執(zhí)筆人：沈楚春本規(guī)范主要起草人：張華建、方旺林、李洪文本規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)化審查人：林攀本規(guī)范批準(zhǔn)人：李其祥本規(guī)范修改記錄：更 改 信 息 登 記 表規(guī)范名稱:采用二極管箝位雙正激變換器 規(guī)范編碼: TS-C010

2、201007版本更改原因更改說(shuō)明更改人更改時(shí)間目 錄摘要.5縮寫(xiě)詞/關(guān)鍵詞/解釋.51.來(lái)源.52.適用范圍.53.規(guī)范滿足的技術(shù)指標(biāo)（特征指標(biāo)）.54.詳細(xì)電路圖.65.工作原理簡(jiǎn)介.76.設(shè)計(jì)、調(diào)試要點(diǎn).87.附錄.11附錄1.元器件明細(xì)表.12摘要 本規(guī)范介紹了采用二極管箝位雙正激變換器主電路。該電路來(lái)源于一次電源的老HD4850電路，該電路具有控制簡(jiǎn)單，可靠性高，低成本的特點(diǎn)。關(guān)鍵詞：二極管鉗位，雙正激電路縮略詞解釋：無(wú) 1.來(lái)源 本規(guī)范中的電路來(lái)源于一次電源老HD4850模塊，已經(jīng)在HD4850模塊中得到了大批量的使用驗(yàn)證，與之相關(guān)的外圍單元電路有電壓環(huán)控制電路、UC3526AN控制

3、電路等。 2.適用范圍 該單元電路可用于交流輸入的中小功率整流模塊中（1000-3500W），如一次電源25A、50A整流模塊等。 3.規(guī)范滿足的技術(shù)指標(biāo)（特征指標(biāo)）輸入電壓：385VDC400VDC輸出電壓：40VDC60VDC；輸出電流：050A；變換效率：92%；其他指標(biāo)符合郵電部入網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。4. 電路圖簡(jiǎn)化的雙正激電路結(jié)構(gòu)如下：圖1 電路原理簡(jiǎn)圖實(shí)際使用的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)如下：圖2 HD4850電路原理圖5.工作原理簡(jiǎn)介 見(jiàn)圖1 V1和V2同時(shí)導(dǎo)通或關(guān)斷。 導(dǎo)通時(shí)高壓直流電壓直接加在變壓器原邊繞組上。 同時(shí) VD4導(dǎo)通，副邊繞組把能量傳遞到輸出端。同時(shí)變壓器原邊產(chǎn)生磁化電流。這個(gè)磁化電流使變

4、壓器磁區(qū)儲(chǔ)存能量，并且這個(gè)儲(chǔ)存能量在關(guān)斷瞬間產(chǎn)生反激作用。通過(guò)二極管VD1、VD2的作用，把反激能量回饋到電源中。由于二極管VD1、VD2導(dǎo)通， V1和V2電壓都限在高壓電源值上，因此稱“鉗位”作用。關(guān)斷時(shí)，電感線圈L1建立電流，通過(guò)VD3導(dǎo)通，構(gòu)成負(fù)載IL 續(xù)流回路。6.設(shè)計(jì)、調(diào)試要點(diǎn)輸出功率Po=3100W；輸入電壓Vin：385VDC400VDC；輸出電壓Vout：42VDC58VDC；輸出電流Iout：050A；電路開(kāi)關(guān)頻率f：70KHz；最大占空比Dmax：45%（90%）；變換效率：92%；主變壓器計(jì)算：1） 變壓器變比計(jì)算：輸出電壓考慮滿載輸出時(shí)電壓58.5V， I50A，T25

5、時(shí)，VF1.7V，再加輸出電感，共模電感，保險(xiǎn)絲，取副邊線路壓降3.5V，則最高輸出電壓V0max58.5+3.5=62V 當(dāng)直流電壓為385Vn=2.82）變壓器匝數(shù)計(jì)算：AwAe= =0.92B=1800GsJ=2A/mm k=0.2Dmax=0.45 Fs=70kHz則：AwAe=60 cm磁芯選取MAGNETICS 47313TC ，Ae=2.12cm ，Aw=11.9cm AeAw=2.12×11.9=25.2cm 三付磁環(huán)并 25.2 ×3=75.6 cm取B= 1800Gs, 則N1（d/dt）=Vin則： 7.7取 N1=22，N2=8，實(shí)際匝比為2.75

6、實(shí)際磁密 B=1770Gs3）變壓器線規(guī)計(jì)算：變壓器副邊電流有效值為：Irms= ×50=34.5A 忽略勵(lì)磁電流，原邊電流有效值為：Iprms= =12.54A原邊采用直徑0.21mm×16根線，S=0.55，電流密度為4A/6股并繞；副邊采用直徑0.21mm×16根線，S=0.55，電流密度為5A/13股并繞；主開(kāi)關(guān)管DC/DC輸入電壓最高為 Uin=400V MOSFET最大的承受電壓為PFC輸出電壓，考慮20的尖峰電壓余量，選擇Vds>1.2Uin的MOSFET。取開(kāi)關(guān)管電壓為500V。若副邊紋波電流取6A，激磁電流峰值取0.5A，則開(kāi)關(guān)管中峰值電流

7、為：I=（50+6）/2.75+0.5=20.8A選取HATACHI公司的2SK1527 ( 500V，40A）導(dǎo)通壓降為0.12V。磁復(fù)位二極管磁復(fù)位二極管的耐壓為800V，流過(guò)電流為磁化電流 。 可選取MUR480（800V，4A，1.55V，75nS）。整流二極管與續(xù)流二極管1）整流二極管整流二極管耐壓為：400/2.75 =145V最大電流為56A反向承受的電壓為145V，為保證電壓余量， 一般取1.2-1.5倍耐壓的二極管。選取IXYS的DSEK30-06A（30A，600V，1.7V)兩只并 作為續(xù)流二極管。2）續(xù)流二極管續(xù)流二極管耐壓為：400/2.75=145V最大電流為 56

8、A反向承受的電壓為145V，為保證電壓余量， 一般取1.2-1.5倍耐壓的二極管。選取IXYS的 DSEI3006A（37A，600V，1.7V) 兩只并作為續(xù)流二極管。輸出濾波電感設(shè):fs=70KHz設(shè)i=Io×12%=6A60V輸出時(shí)工作占空比為則 實(shí)際取L=80uH選用MAGNATICS鐵硅鋁磁環(huán)55867-A2 ，68nH/nAL=68nH/N2 ，OD=78.9mm，ID=48mm，Ht=13.97mm，l=20cm，A=1.77cm2 ，Wa=17.99cm2 L n=68×10×N實(shí)際取N=36匝，L=88uH=0.069T 工作磁密： Bmax=B

9、dc+ MAGNATICS鐵硅鋁磁環(huán)55867-A2飽和拐點(diǎn)磁密0.7T 實(shí)際計(jì)算最大磁密小于飽和磁密 采用直徑0.21mm×16mm 8股并繞36匝。線的截面積為10，最大電流密度 為 5A/。 輸出濾波電容 輸出電壓最大值為60V，選耐壓63V鋁電解電容。 設(shè) Uo= 60mV ，設(shè)i= 2Io×12%=12A，T= 0.5 ×14.2uS = 426uF =5m 實(shí)際選用時(shí)，主要考慮ESR的要求。選取9個(gè)NICHICON 公司LXV系列的63V，1000uF的電解電容并聯(lián)，單個(gè)電容ESR為40m ，在105，100kHz環(huán)境下加速紋波電流為2.2A。 實(shí)際ESR 40m/9=4.44 m小于 要求5 m吸收電路 1）主開(kāi)關(guān)管吸收電路 選用RCD作為主開(kāi)關(guān)管的吸收電路，電容耐壓同開(kāi)關(guān)管耐壓。 設(shè)開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為100nS，吸收電容充電時(shí)間為300nS，充電電流為勵(lì)磁電流，其值為0.64A，則有=480pF 取兩只470P電容并聯(lián) 則：R=3.2K電阻的功率： =0.56W 吸收電容取1000V，470pF無(wú)感電容兩只并，二極管取MUR180（1A，800V）， 電阻取100，10W 。2）整流二極管和續(xù)流二極管吸收電路 選用RC作為吸收電路，電容耐壓同二