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48V_30A移相全桥ZVSDC_DC变换器的设计.pdf
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上传时间: 2019-09-13
详细说明：
48V_30A移相全桥ZVSDC_DC变换器的设计pdf,48V_30A移相全桥ZVSDC_DC变换器的设计一般要求输出滤波电感电流的最大脉动量厂是最大输出电流的10%,即在输出满载电流10%条件下,
输出电感电流应连续。因此:Ⅰ、=30+0.1×30=33(A)。
由于次级绕组带中心抽头,故次级绕组电流有效值为:0.707*33=23.3(A)
那么次级绕组裸线面积:
A=5=6.67(mm)
(4).考虑到趋附效应的影响,选用的导线为多股漆包线并绕,f,=100HZ时趋附深度:Δ=0.21(mn),
因此绕组应选用线径小于0.42(m)的铜导线e原边采用由6股线径为0.32(m)的漆包线胶合而成
的多股线2根并绕13匝,副边采用由6股线径为0.32(mm)的漆包线胶合而成的多股线10根并绕3
匝,原副边采用分层交叉绕法。漆包线参数如下:
SWG铜线漆包线直径铜芯直径直流电阻(欧漆包线重量每厘米可绕
(毫米)(毫米)千米)(公斤千圈数
(线号)
米
31
0.295
265
0.619
30.6
(5).核算窗口面积时,取填充系数0.2,则需要磁芯的窗口面积为
6×2×13×zx(0.3212)+2×6×10×3×xx0.32/2
A
0.2
=350(mm)>
故公式简写为:xB
A
带入可得电感饱和时所需的气隙大小。
2A.Bs,、4UinC
L I Sat
2
l8UiC=/=88×X10(m)
3A。B
「.1
(4).因此设气隙为1mm,由:N
10A
取N=17
核算谐振电感量为:L=
AN a
=53.7(mH)
谐振电感的饱和电流:1
B、-1=16.8(A
于Ⅰ。>Ⅰ,因此不会进入饱和工作区,符合设计要求。
由于谐振电感与变压器的原边串联的,其流过的电流是一样的,那么谐振电感也可以采用由6股线径为
0.32m的漆包线胶合而成的多股线2根并绕17匝获得。
5).核算窗口面积;同样取填充系数=0.2,则需要磁芯的窗口面积为:
2×17×x×0.3272
A
=81.99(mm2)625×102
D
为了减小关断损耗,一般取死区时间Ta2=(23)倍功率开关管的关断时间。本文所选 MOSFET的关断时
间为216(ms),因此取T-60(m5)。由于vmw=2.5(V),从而得Rm=24(k),那么In=0.1(mA),
满足要求。
(4).软启动设置脚(SOFT- START)
由公式:
10
=6
10
式中:Vs为充电电压,此处取va=480.5=4.3():V为放电电压,此处取V=8-1=38();
Ⅰs为充电电流,取s-9(A);lws为放电电流,取rs=230(mA);Cs为充、放电电容。ta为充
电时间(s):tm为放电时间(s)。从而取ta=50ms),那么Cs=0.105(AF),修整使Cs=0.1(F),
那么ta=48(ms),tm=1.6(ms)。
(5).误差放大器设置脚(R/A+、E/A-、COMP)
R2n=2k,R02=3k,于是得出其基准电压为3v。
E/A.脚通常接输出反馈电压,输出反馈电压经光耦(8l7)隔离,送到E/A.脚。R是限流电阻,
其取值要保证输入电流不超过光耦的最大驱动电流取R2=1K,R2补R2是分压电阻,R2取值要
保证稳念时E/A电压要接近于3V。取Rn=1k,R0=15k。
(6).电源和输出脚设置(OUTA-OUTD)
电源为两组独立的+15V电源供电,输出端经过隔窝变压器来驱动 MOSFET。为了使UC3875芯片不被低于
0和高于15ⅴ的电压损坏,输出必须用肖特基二极管进行钳位。
七.驱动电路(脉冲变压器)参数确定
全桥电路的四个开关管的驱动要求相互隔离。故选用脉冲变压器进行隔离
(1).瞬时充电电流计算
由公式得:驱动波形的上升时间、下降时间(ns)
T(或T,)=2.2R,Cs×10
式中:T,为 MOSFET驱动波形的上升时间(ns);T为 MOSFET驱动波形的下降时间(ns);R为脉冲驱
动回路电阻;C趣为 MOSFET的输入电容(pF)
Input Capacitance
f s=25V, VGs =Dv
21502800pF
Output Capacitance
10 MHZ
180
230
Reverse Transfer Capacitance
15
由所选择的MGET可得到:Cs=2150,取T:=T:=10Ons,那么R。=2.4,修止R,=219则
T,=T=9.3ms.再由公式可得其瞬时充电电流:T(或T)xs=CsV
其瞬时充电电流为ra=0.32A
(2).通过查阅相关资料得如下参数:
Uc3875输出电压:
Outout voltage
+25°C
4925508
Uc3875输出电流2A的图腾柱输出;
MOSFETE(QA10N80C)栅源电压:10A8004Rsm=11as=10V
瞬时充电电流为r=0.32A
(3).驱动电路(脉冲变压器)设计参数
输入直流电压:5VDC;
输出电压:10V
输出电流:0.32A;
开关频凇:100kHz;
效率:≥90%;
八.驱动电路(脉冲变压器)设计:
(1)选择铁氧体材料的磁芯,设n=90%,其工作酸场强度取Bn=0.12,电流密度取J=350A/cm2
k
=0.4
由公式:
AP
P1×10代人数据可得:AP=0.012cm
4f Bk.
考虑到磁芯的温升及工作频率,同时为了便于安装,采用罐状磁芯。选取EP13型磁芯12.8*6.5*9.0(m
则AP0.0456(
cm),Ae=19.5
(mm),Aw=23.4(mm)。
TYPE MATERIA Dimensions(mm) Ap
Ae
Aw
PCL
(cm4)(m2)(m2)100kHz
200mT
EP133C85
12.8*6.5*9.00.045619.5023.40
0.09
100MT)
2).为了防止共同导通,取占空比D=0.4,初级绕组匝数
N
U,_U,dmex
fs△BA.2fsBA.
带入参数得:
N1=5.3
故取N1=5匝
那么初级绕组最大电流:
0.71(A)
TTLLX
Uinrin77
初级绕组裸线面积:
A
=1rm=0.2(mm)
3).次级绕组匝数:
N
b2=13.1故取N=14匝
4f、BnA.
那么变压器的变比为k=5:14
一般要求输出电流的最大脉动量Ⅰ是最大输出电流的10%,、=0.32+0.1×0.32=0.35(A)。
那么次级绕组裸线面积:
A=1=0.1(m)
(4)·f。=100H时趋附深度:△=021(mm),为了留有定的余量。这里原边副边采用线径为
0.25(mm)的漆包线。原边绕5匝,副边采用绕14匝,采用三明治方法绕制变压器。025(mm)的
漆包线参数如下:
AWG铜线滚包线直径截面面积铜芯直径直流电阻(欧漆包线重量每厘米可绕
(毫米)
(毫米)千米)(公斤/千圈数
(线号)
米)
30
0.25
0.07065
0.281
334,5
0,43666
35,6
5).核算窗口面积时,取填充系数0.2,则需要磁芯的窗口面积为
A=7.6(mm)
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