移相全橋參數(shù)

1、輸入電壓 Vn mod : 270VD(± 20%輸出電壓V0 : 60V輸出電流Io mod : 25A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。 為了在輸入電壓圍 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)來選擇。 設(shè)副邊最大 占空比為0.425，此時(shí)副邊電壓為乂:VsecminVoVdVLf2D73.176 (V)(4.1)emax其中，V。為變換器的輸出電壓，Vd 1.2V為副邊整流二極管的導(dǎo)通壓降，VLf 1V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

2、，Demax為變壓器副邊的最大占空比變壓器的原副邊匝比為：KVin modmin270 (1 20%)2 95°Vsecmin73.1762選磁芯初選新康達(dá)錳鋅軟磁鐵氧體鐵芯 EE42A其A 235mm23確定原副邊匝數(shù) 匝數(shù)確實(shí)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)輸出是固定的來先確定副邊匝數(shù) 2，由電磁感應(yīng)定律有：將 Vo 60V，fsNs2椒100 103Hz，Bm 0.15T，A(4.2)235mm2代入上式有:604 100 103 0.15 235 10 6K Ns 11.75，取 Np 12匝,4.2553取Ns 4匝，又由Np4導(dǎo)線的選取導(dǎo)

3、線應(yīng)根據(jù)導(dǎo)線的集膚效應(yīng)的影響來選取導(dǎo)線的線徑，即根據(jù)穿透深度的大 小來選取線徑，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：Np為變壓器原邊匝數(shù)。2 fs , r 1 , o 4 107H/m ,58 1 06/ m)，經(jīng)過計(jì)算，可得0.1975 mm導(dǎo)線直徑d應(yīng)小于2，所以應(yīng)選厚度小于0.375 mnt勺銅皮，選取電流密度為J 3.5A/mm2，變壓器原邊的導(dǎo)電面積:SpP0JVnmodmin1.5 1033.5 270 (1 20%) 85%22.334mm所以原邊選用一層0.15 20mm2的銅皮繞制。此處Vin modmin為模塊輸入電壓的最小值同理，變壓器副邊繞組的

4、導(dǎo)電面積為用0.25 20mm2的銅皮一層繞制。Ss1 o modJ、2253.5225.05mm，實(shí)際選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：12 0.15 0.25 4 2 3.8 mm小于 EE42A的窗口長度8.75mm所選磁芯完全適合。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20%，也就是說要使電感電流為額定輸出的10%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25A，所以應(yīng)設(shè)定電感電流輸出2.5A時(shí)電感電流是臨界連續(xù)的，那么 有：Lf| 11TsV

5、in modmax / KVoVo2Lf1(4.4)VQ2fs IVinmodmax/K(4.5)假設(shè)考慮整流管壓降Vd和輸出濾波電感寄生電阻而引起的直流壓降 VLf，那么:LfVinmodmax/K Vd(4.6)其中Vn-mod max是模塊輸入電壓的最大值。將Vo 60V、fs 100 1。'HZ、K 3、Vin modmax 270 (1 0.2)V、Vd 1.2V、VLf1V、 I 5A 代入上式，可計(jì)算得Lf 26uH。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2Ae=182mm。2初選氣隙d=1.7mm根據(jù)公式

6、：LAd可得繞組匝數(shù)N=13.9，取N=14，那么實(shí)際氣隙d=1.72mm3核算磁芯最高工作磁密Bm。根據(jù)公式：(4.7)BmoNId(4.8)其中I1 o modiLf /2 27.5A，可得 Bm=0.28T。EE42的飽和磁密 B=0.39T，Bm<B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I Lf max Io-modLf/2 27.5A，取電流密度為4A/mm那么需要的導(dǎo)線截面積為 S ILf max/J 6.875mm2?？紤]集膚效應(yīng)，選用 0.35 0.2 mm的銅皮單層繞制。5窗口面積核算濾波電感用銅皮繞制，因此只要核算窗口寬度即可。需要的窗口寬度為0.35

7、 14mm=4.9nm小于EE42的窗口寬度8.75mm該磁芯符合設(shè)計(jì)需要。功率器件的選擇1開關(guān)管的選擇FB-ISOP組合變換器的開關(guān)管的電壓應(yīng)力 Vds為每個(gè)模塊的輸入電壓，是總的 輸入電壓的一半，可得Vdsmax Vn modmax 270 1.2 324V，電流應(yīng)力J為每個(gè)模 塊輸出電流折射到原邊的電流值，可得 lsmax Iomod/K 8.33A，考慮裕量，可 選用 IXYS 公司的 IRFP460500V/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 Vdmax=2Vin詛訕二2 270 1+20%

8、=216V。Io mod (110%)219.445A， I o modmax 是母K3二極管最大電流應(yīng)力Idmax為Io mo-maxV2個(gè)模塊輸出電流的最大值。考慮一定的電壓電流裕量，選用IXYS公司的共陰極二極管 DSEC60-04AC 40M2 30A。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:Dlossmax2D°max1(4.9)2DVo Vd VLf2DemaxVTKin mod min選擇選擇最大占空比喪失為°864，因此 Dlossmax1Demax = 0.136，Dloss0.1，可以得到諧振電感量為:IVinLr_4Io modm

9、odmin KD loss6.48 H(4.10)s實(shí)際選取選擇諧振電感為6.5 H o根據(jù)原理樣機(jī)的性能要求，選IRF460作為主開關(guān)管，在Vdc = 25V時(shí)，其結(jié) 電容Co 870 pF o MOSFET俞出電容是非線性的，等效電容值與 V 有 Coss Co ,25/Vds 的關(guān)系29，因此：Coss 870 . 25/ 270265(pF)(4.11)滯后管開關(guān)時(shí)，變壓器副邊是短路的, 此為了實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)，必須滿足下式：1 I 2L 4C V2 g 3由此，可以得到：實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)的能量只有Lr的能量。因2 mod(4.12)1 lag min8C V 23 ossVi n mod2.81

10、5(A)(4.13)此時(shí)對應(yīng)的負(fù)載電流為2.815 3 8.445 (A)，是滿載電流的33.8 %，也就是 說，當(dāng)負(fù)載電流大于滿載電流的33.8 %時(shí)，滯后管可以實(shí)現(xiàn)軟開關(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，將即將開通的超前管的結(jié)電容電荷全部抽光所需要的電流為：iCossn modhead mintd(lead)該電流對應(yīng)于負(fù)載電流為0.358 3說，當(dāng)負(fù)載電流大于滿載電流的4.3%，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Ae=111mm。2) 初選氣隙d=0.5mm根據(jù)公式：L°N2Aed可得繞組匝數(shù)N=4.828，取N=5

11、,那么實(shí)際氣隙d=0.54mm0.358(A)(4.14)1.073(A)，是負(fù)載電流的4.3%，也就是 超前管可以實(shí)現(xiàn)軟開關(guān)。EE33磁芯，磁芯的有效導(dǎo)磁面積為(4.15)3核算磁芯最高工作磁密Bm。根據(jù)公式：Bm 弓4.16d其中 IIo mod iLf /2 /K 9.167A ,可得 Bm=O.1T。EE33 的飽和磁密 R=0.39T,Bm<R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Irmax I 9.167A，取電流密度為4A/m矗 那么需要導(dǎo)線的面積為S Irmax / J =2.291m$這里選用勵(lì)磁線每股為© 0.1的漆包2線100根絞制繞制，其導(dǎo)電面積為30.11000.785m命因此需要的股4數(shù)為