1KW 27VDC/190VDC 電流型控制反激DC/DC變換器的設計與實現(xiàn)
(1)儲能式變壓器
設電流臨界連續(xù)時的功率為總輸出功率的1/5,則
式(1)中,Bm為最大磁密,B為偏置點磁密,則磁密變化量為
原邊匝數(shù)為
式(3)中,Ui min為最小輸入電壓,Ton max為開關管最大導通時間,S為磁芯截面積。電流臨界連續(xù)時原邊電感
式(4)中,Pomin為臨界連續(xù)功率,Ts 為開關周期,η為變換效率。
儲能式變壓器磁芯氣隙為
式(5)中,I1p 為原邊最大峰值電流,μ0為真空的磁導率。
(2)功率開關管
開關管的電壓應力和電流應力分別為
式(6.b)中,I1avg為原邊電感電流平均值,#8710;I為原邊電流脈動值。
(3)整流二極管
二極管D5的電壓應力和電流應力分別為
(4)RCD箝位電路
箝位電容C6為
式(8)中,Ureset為箝位電容C6的初始電壓。
箝位電阻R3要滿足
式(9)中,Toff為開關管的截止時間。
(5)死負載R10的選取
由于空載時占空比非常小,且會引起間隙振蕩,需加上死負載,其值在調(diào)試中決定,在系統(tǒng)穩(wěn)定的前提下,其阻值越大越好。
4、原理樣機試驗
設計實例:額定輸出功率1000W,輸入電壓27V,輸出電壓190V,開關頻率80kHz,儲能式變壓器磁芯R2KBD PM74,繞組匝數(shù)N1/N2=4/28,磁芯氣隙3.2mm,最大占空比為0.6,箝位電阻R3為51Ω,箝位電容C6為5.6μF,箝位二極管D2為DSEI60-06,整流管D5為DSEI30-10,死負載R10取為10kΩ;電流互感器CT1的匝比是1/250,磁芯采用Φ27超微金磁環(huán)。
樣機試驗波形如圖3所示,圖3(a)、(b)分別是空載時的開關管的電流波形和漏源電壓波形,其中電流波形是從取樣電阻R6上測得;圖3(c)、(d)分別是滿載時的開關管的電流波形和漏源電壓波形。該電源從空載到滿載時,輸出電壓波動小于1%Uo,說明電源的負載調(diào)整率是相當高的。
5、結論
反激式變換器完全可用于大功率場所,且具有體積小重量輕的優(yōu)點;研制成功的原理樣機具有功率密度高、穩(wěn)定性高、變換效率較高、內(nèi)在的過載與短路電流限制等綜合性能,在各種功率應用場所有重要的應用價值。
參考文獻:
[1] 陳道煉.高頻環(huán)節(jié)航空靜止變流器研究[博士后研究工作報告].南京航空航天大學.2001
[2] Unitrode’s Product Application Handbook.1995~1996
評論