低壓大電流直直變換器的設(shè)計(jì)
3 電路的設(shè)計(jì)
3.1 主電路的設(shè)計(jì)
開關(guān)電源的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示,詳細(xì)參數(shù)如下:輸入電壓為12(1±10%)V,輸 出電壓為24V,輸出電流為12A,工作頻率為33kHz。主電路采用的是推挽型電路,主開關(guān)管 用的是IRFP064N,在主電路上輸入端有兩個(gè)1000uF/50V并聯(lián)的輸入濾波電容,在輸入的電路 的正級(jí)接有一個(gè)2.2uH的輸入濾波電感(電感取值與輸出濾波電感一樣)。電路中變壓器的 設(shè)計(jì)跟一般變換器所用變壓器設(shè)計(jì)類似,只需注意繞線方式和銅線選擇,由于本變換器的電 流過大,故采用多股細(xì)線并繞的方式。
在輸出端用的是同步整流技術(shù),在低電壓大電流功率變換器中,若采用傳統(tǒng)的普通二 極管或肖特基二極管整流由于其正向?qū)▔航荡?低壓硅二極管正向壓降約0.7V,肖特基二 極管正向壓降約0.45V,新型低電壓肖特基二極管可達(dá)0.32V),整流損耗成為變換器的主要 損耗,無法滿足低電壓大電流開關(guān)電源高效率,小體積的需要。MOSFET導(dǎo)通時(shí)的伏安特性為 一線性電阻,稱為通態(tài)電阻 RDS ,低壓MOSFET新器件的通態(tài)電阻很小,如: IRF2807(75V,82A)、IRL2910(100V,55A)通態(tài)電阻分別為0.013Ω、0.O26Ω,它們?cè)谕ㄟ^20A 電流時(shí),通態(tài)壓降不到0.2V。另外,功率MOSFET開關(guān)時(shí)間短,輸入阻抗高,這些特點(diǎn)使得MOSFET 成為低電壓大電流功率變換器首選整流器件。
MOSFET的柵-源問的硅氧化層耐壓有限,一旦 被擊穿則永久損壞,所以實(shí)際上柵-源電壓最大值在50-75V之間,如電壓超過75V,應(yīng)該在柵 極上接穩(wěn)壓管.并從成本綜合考慮,選用IRF2807。需要特別指出的是圖中MOS管做為整流 管的接法,有,有些讀者可能會(huì)認(rèn)為接法有誤,這是由于普通的參考用書沒有描述電力MOSFET的正柵壓反向輸出特性。實(shí)際上,電力MOSFET除需要介紹非飽和區(qū)、飽和區(qū)和截 止區(qū)外,還應(yīng)考慮反向電阻區(qū),反向電阻區(qū)與正向電阻區(qū)有相類似的溝道特性。這是由于變 壓器二次側(cè)電壓為交變方波,整流管要承受反壓但電力MOSFET是逆導(dǎo)器件,若工作在正向 電阻區(qū)將無法整流。
在電壓輸出部分,使用了LC濾波電路,電感電容參數(shù)是根據(jù)LC濾波中K式濾波器濾波 特性曲線及計(jì)算公式計(jì)算出來的,并在實(shí)驗(yàn)后做了調(diào)整。(K式濾波是指串臂阻抗和并臂阻抗 的乘積是一個(gè)不隨頻率變化的常數(shù),量綱為電阻)
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評(píng)論