恒流源設(shè)計實例

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1、實例設(shè)計在恒流源中,變壓器的直流輸入直流電壓的范圍為Vin(min)=250V,Vin(max)=38OV;輸出功率Po=60W;輸出電壓Vo=58V,效率々=0.85;在NCP1377B中,其工作頻率是可變的。1.首先我們來選擇MOSFET管的額定電壓。因為其額定電壓是決定變壓器匝比的主要因素。在直流輸入電壓最大時開關(guān)管的最大電壓應(yīng)力為V隱CMAX+^SPIKEV⑽為MOSFET關(guān)斷吋,二次側(cè)線圈反射至一次側(cè)的電壓;為一次側(cè)漏感引起的尖峰,設(shè)計初期一般以30%的MOS人^來選擇,具體調(diào)試則依Snubber緩沖線路設(shè)計時需考慮電壓的85%de

2、-rating,所以此選用MOSFET為2SK2608,2A/900V。而V⑽=N*(VO+VF)待入上式得(VDSS*0.70-V?x-V麗)/(VVW)=2.8依選取MOS的Datasheet,査出相關(guān)各參數(shù)的規(guī)格:Ciss,Coss,Crss等。因此為準(zhǔn)諧振線路,MOSVDS兩端電容近似為諧振電容Cp(如兩端無額外并聯(lián)電容,則可近似取Coss),此電容的大小決定deadtime的長短,查表得Cp=llOpEo2.確定最低工作頻率Xmin對于準(zhǔn)諧振模式,工作頻率是變化的,所以需以最低工作頻率來確定其它相關(guān)參數(shù)。最低工作頻率的確定需從兩方面

3、考慮:一是為了采用較小尺寸的變壓器,必須提高廠^,需注意1C的最高限頻;二是為了降低開關(guān)損耗以及EMI噪聲,應(yīng)取得小些,需注意不能掉至音頻以下。折衷考慮,通常全輸入電壓段/ymin取樣范圍為:25kIIz^50kIIzo因此有加PFC設(shè)計,僅需考慮輸入電容的壓降及PFC輸出的誤差即可,可適當(dāng)取高工作頻率,但從幵關(guān)損耗及EM1方面考慮,建議<80kHz。這里選擇/vmin=50kHz。1.確定一次側(cè)最大峰值電流Ipk由式T()N+T()FF+=7T^L^Ct%^+VF)swp,rt匕=1=0.5*可得:,:2*P,d⑽+、)丨K,一c)n*々*

4、wcPK—7*V,,min(DC)*Vo,/7*V,,min(DC)*V0/?—p*Z,nin=1.47A1.求初級電感由式(6-15)得:Lp=————=1.29mH2.求開關(guān)管的導(dǎo)通吋間7^v,關(guān)斷吋間7^F,死區(qū)吋間7;,山*空比D最人導(dǎo)通時間Ton:L丁=I*!Lon(max)~pkV:=7.677sinniin(DC)死區(qū)時間r?,:ic工作頻率為L*/V()Rv=7T^^Li^Ci)=1.2t/sf,Ton+Toff^Tw=20"s占空比D為:D=Ton^fs=0.38可以根據(jù)以上公式反計算不同輸入,不同負(fù)載下的工作頻率和占空比,

5、以確保設(shè)計的合理性。7.求初、次極側(cè)的直流電流有效值IDCnX/2nm3=Q-52A:.l=,P~DmaxI2=1.87ASrnixAJOSP8.計算AP,選取CORE和BOBBINl*/(I+//N}AP=A=2—,卜戸―__-=0.483cm^4上式屮,Afi選0.27T,繞組系數(shù)尺>v=0.2,電流密度J=5A/mm八2根據(jù)高頻變壓器鐵芯型式與功率參考表和CORE(磁芯)參數(shù)對照表選擇型號為PC40EI28-Z。材料為PC40的磁芯,在100oC時飽和磁通密度Bs=0.39To故選Bmax二0.27T。磁芯的參數(shù)為Ae二82.1mm2、

6、Aw二71.8mm2、Le=64mm、每阻長度lw=52.2mm、Ve=5257mm3。選取屯流密度J=5A/mm2,(根據(jù)散熱方式可取3?6,一般設(shè)定值為5A/mm2)、繞組系數(shù)Kw=0.2。選定磁芯后實際AP值為Ae*Aw=0.59cm'4〉0.4839.求初級匝數(shù)Np、次級匝數(shù)Ns、氣隙及輔助繞組匝數(shù)根據(jù)電磁感應(yīng)定律可得,VN=—=^=86.13,取整為86匝1Sniax*4=1=30.72,取整為31匝sN氣隙lg=Np*Np*uO*Ae/Lp=O.59mm,其屮u0=4pi*10~7NCP1377B供電電壓取值范圍一般設(shè)定為11.6

7、V-13.7V之間,選輔助繞組輸出電壓Vr=20V由Nr=Np*(l-Dmax)*Vr/[Dmax*Vin(min)]得Nr=ll.2,取整11匝7.選擇繞組線徑、確定股數(shù)1)計算趨膚深度d,由d=6.l/SQRT(f)得d=0.2956mm線徑不能大于2d=0.5912mm,故原邊所選線後dl=0.35mm,繞組線徑:有效面積Sl=0.096211194醐"22)計算原邊有效電流而積Sp,由Sp=Ip(rms)/J得Sp=0.106mnf23)計算原邊股數(shù),由原邊股數(shù)=Sp/Sl得:原邊股數(shù)=1.10取整原邊股數(shù)=14)計算副邊有效電流面積

8、Ss,由Ss=Is(rms)/J得Ss=0.330637846mm"25)計算副邊股數(shù),由副邊股數(shù)=Ss/S2得:副邊股數(shù)=3.90取整副邊股數(shù)=46)輔助繞組股數(shù)

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