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AP法設(shè)計開關(guān)變壓器

作者: 時間:2018-08-29 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

AP法(即面積乘積法)被推薦為選擇磁心的一種有效方法,AP法原本是針對傳統(tǒng)的工頻正弦波鐵心變壓器而提出的,本文利用AP法設(shè)計開關(guān)變壓器。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/201808/387925.htm

推挽逆變的問題分析

能量回饋,主電路導(dǎo)通期間,原邊電流隨時間而增加,導(dǎo)通時間由驅(qū)動電路決定。

圖1 推挽逆變能量回饋等效電路

圖1(a)為S1導(dǎo)通、S2關(guān)斷時的等效電路,圖中箭頭為電流流向,從電源UI正極流出,經(jīng)過S1流入電源UI負極,即地,此時FWD1不導(dǎo)通;當S1 關(guān)斷時,S2未導(dǎo)通之前,由于原邊能量的儲存和漏電感的原因,S1的端電壓將升高,并通過變壓器耦合使得S2的端電壓下降,此時與S2并聯(lián)的能量恢復(fù)二極管 FWD2還未導(dǎo)通,電路中并沒有電流流過,直到在變壓器原邊繞組上產(chǎn)生上正下負的感生電壓。如圖1(b);FWD2導(dǎo)通,把反激能量反饋到電源中去,如圖 1(c),箭頭指向為能量回饋的方向。

各點波形分析

當某一PWN信號的下降沿來臨時,其控制的開關(guān)元件關(guān)斷,由于原邊能量的儲存和漏電感的原因,漏極產(chǎn)生沖擊電壓,大于2UI,因為加入了RC緩沖電路,使其最終穩(wěn)定在2UI附近。

圖2

當S1的PWN 信號下降沿來臨,S1關(guān)斷,漏極產(chǎn)生較高的沖擊電壓,并使得與S2并聯(lián)的反饋能量二極管FWD2導(dǎo)通,形成能量回饋回路,此時S2漏極產(chǎn)生較高的沖擊電流,見圖2。

圖3 推挽變換器主電路

原理設(shè)計

圖3為簡化后的主電路。輸入24V 直流電壓,經(jīng)過大電容濾波后,接到推挽變壓器原邊的中間抽頭。變壓器原邊另外兩個抽頭分別接兩個全控型開關(guān)器件IGBT,并在此之間加入RC吸收電路,構(gòu)成推挽逆變電路。推挽變壓器輸出端經(jīng)全橋整流,大電容濾波得到220V直流電壓。并通過分壓支路得到反饋電壓信號UOUT。

以CA3524芯片為核心,構(gòu)成控制電路。通過調(diào)節(jié)6、7管腳間的電阻和電容值來調(diào)節(jié)全控型開關(guān)器件的開關(guān)頻率。12、13 管腳輸出PWM脈沖信號,并通過驅(qū)動電路,分別交替控制兩個全控型開關(guān)器件。電壓反饋信號輸入芯片的1管腳,通過調(diào)節(jié)電位器P2給2管腳輸入電壓反饋信號的參考電壓,并與9管腳COM端連同CA3524內(nèi)部運放一起構(gòu)成PI調(diào)節(jié)器,調(diào)節(jié)PWM脈沖占空比,以達到穩(wěn)定輸出電壓220V的目的。

實驗結(jié)果表面,輸出電壓穩(wěn)定在220V,紋波電壓較小。最大輸出功率能達到近600W,系統(tǒng)效率基本穩(wěn)定在80%,達到預(yù)期效果。其中,由于IGBT效率損耗較大導(dǎo)致系統(tǒng)效率偏低,考慮如果采用損耗較小的MOSFET,系統(tǒng)效率會至少上升10%~15%.



關(guān)鍵詞: DC-DC

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