雙正激變換電路設(shè)計(jì)模塊

1、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：機(jī)密華為電氣研究管理部執(zhí)筆人：沈楚春頁數(shù)：共11頁雙正激鉗位電路設(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)有限公司名稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第2頁，共13頁、八 、亠刖言本規(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：名稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第3頁，共13頁更改信息登記表規(guī)范名稱：采用二極管箝位雙正激變換器規(guī)范編碼：TS-C010201007版本

2、更改原因更改說明更改人更改時(shí)間名 稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第9頁，共13頁名稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第4頁，共13頁摘要5縮寫詞/關(guān)鍵詞/解釋51. 來源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。該電路來源于一次電源 的老HD4850電路，該電路具有控制簡單，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1. 來源本規(guī)范中的電路來源于一次電源老 HD485模塊，已經(jīng)在HD485模塊中得到了 大批量的使用驗(yàn)證，與

3、之相關(guān)的外圍單元電路有電壓環(huán)控制電路、UC3526A控制電路等。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. 電路圖簡化的雙正激電路結(jié)構(gòu)如下：名稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第6頁，共13頁圖1電路原理簡圖實(shí)際使用的詳細(xì)電路結(jié)構(gòu)如下：(TO JP107)圖2HD4850電路原理圖名稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第8頁，共13頁5. 工作原理簡介 見圖1V1 和V2同時(shí)

4、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。 這個磁化電流使變壓器磁區(qū)儲存能量，并且這個儲存能量在關(guān)斷瞬間產(chǎn)生反激作用。 通過二極管VD1 VD2勺作用，把反激能量回饋到電源中。由于二極管 VD1 VD2J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lout : 050A電路開關(guān)頻率f:

5、 70KHz ;最大占空比Dmax: 45% (90%);變換效率n 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，I = 50A，T = 25C時(shí)，Vf= 1.7V，再加輸出電感，共模電感，保險(xiǎn)絲，取副邊線路壓降 3.5V，貝愎 高輸出電壓V°max= 58.5+3.5=62V 當(dāng)直流電壓為385VVin min 385Vo max 62 n= D max = 0.45 =2.82) 變壓器匝數(shù)計(jì)算：2 Po max D max 106AwAe=BJKfsn=0.92AB=1800Gs名 稱雙正激鉗位電路設(shè)計(jì)規(guī)范第15頁，共13頁J=2A/mm

6、k=0.2Dmax=0.45Fs=70kHz2 3100 0.45 106則：AwAe= 1800 X 2 X 0.2 X 70X 103 x 0.92 =60 cm4磁芯選取 MAGNETICS 47313 TC ,2 2Ae=2.12cm , Aw=11.9cm4AeAw=2.12X11.9=25.2cm4三付磁環(huán)并25.2 3=75.6 cm取 AB= 1800Gs,則N1 (d0dt) =Vi nN _ Vin t 385 0.45 14.28 10(則： N1 二 BS =0.18 2.12 3 10N2N1n21.6 =2.8 一 7.7取 N1=22, N2=8,實(shí)際匝比為2.7

7、5實(shí)際磁密AB=1770Gs3）變壓器線規(guī)計(jì)算：變壓器副邊電流有效值為：Irms= 0.45 X50=34.5AI rms 34.5忽略勵磁電流，原邊電流有效值為：Iprms= n =2.75=12.54A一 2 2原邊采用直徑0.21mnX16根線，S=0.55mm，電流密度為4A/mm 6股并繞；2 2副邊采用直徑0.21mmX16根線，S=0.55mm ,電流密度為5A/mm13股并繞;主開關(guān)管DC/DC輸入電壓最高為 Uin=400VMOSFET 最大的承受電壓為PFC俞出電壓，考慮20%的尖峰電壓余量，選擇Vds>1.2Uin 的MOSFET取開關(guān)管電壓為500V。若副邊紋波電

8、流取6A，激磁電流峰值取0.5A，則開關(guān)管中峰值電流為:匸（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，流過電流為磁化電流iu心亠吒茴= 400 Of5丄堺忙“如410：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

9、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DSEI30-06A （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) 4=lo X2%=6A60V輸出時(shí)工乍占空比為"U"60 2.75400 0.92二 0.448.Vo t 60(1 -0.448)14.2 10-6則L二 i =6=78uH實(shí)際取L=80uH選用 MAGNATICS 鐵硅鋁磁環(huán) 55867-A2，68nH/n22AL=68nH/N ，

10、OD=78.9mm，ID=48mm， Ht=13.97mm，l=20cm，2A=1.77cm ，2Wa=17.99cm_92L n=68 X0 XN實(shí)際取N=36匝，L=88uHB L i 8810-65B 二NS 3617710=0.069T0.4 N1I1 sw工作磁密：Bdc=： l60 0.436 5020=0.678TBmax=Bdc+ B = °.685TMAGNATICS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2采用直徑0.21mmX16mm 8股并繞36匝。線的截面積為10mm，最大電流密度2為 5A/mm2。輸出濾波電容輸出電壓最大

11、值為60V，選耐壓63V鋁電解電容設(shè) AUo= 60mV，設(shè)二 2Io 1X%=12A，T= 0.5 X.2uSESRmax4i T=426uFU o(max )=5m實(shí)際選用時(shí)，主要考慮 ESR的要求。選取9個NICHICON公司LXV系列的63V，1000uF的電解電容并聯(lián)，單個電容ESR為40m，在105C，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）主開關(guān)管吸收電路選用RCD作為主開關(guān)管的吸收電路，電容耐壓同開關(guān)管耐壓。設(shè)開關(guān)管關(guān)斷時(shí)間為100 nS，吸收電容充電時(shí)間為300nS,充電電流為勵磁 電流，其值為0.64A,則有C iu t _ 0.64 300Uin max -400=480pF取兩只470P電容并聯(lián)（1 D max ） T貝U: R<5c =3.2K12電阻的功率：Pr C V f =o.56W吸收電容取1000V，470pF無感電容兩只并，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，電容耐壓同二極管耐壓。設(shè)二極管關(guān)斷時(shí)間為30nS，吸收電容充電時(shí)間為6