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关于反激开关潮州干式变压器输出滤波电容的计算与经验
日期:2019-08-30  人气:19
关于反激开关潮州干式变压器输出滤波电容的计算与经验

相关参数计算

反激式开关潮州干式变压器输出整流滤波潮州干式变压器电路原理上是最简单的。但是,由于反激式开关潮州干式变压器的能量传递必须通过变压器转换实现,并压器的初次级两侧的开关(MOSFET或整流二极管)均工作在潮州干式变压器电流断续状态。在相同输出功率条件下,反激式开关潮州干式变压器的开关流过的潮州干式变压器电流峰值和有效值大于正激式、桥式、推挽式开关潮州干式变压器。为了获得更低的输出潮州干式变压器电压尖峰,通常的反激式开关潮州干式变压器工作在电感潮州干式变压器电流(变压器储能)断续状态,这就进一步增加了开关元件的潮州干式变压器电流额定。

开关潮州干式变压器的潮州干式变压器电路拓扑对输出整流滤波潮州干式变压器影响也是非常大的,由于反激式开关潮州干式变压器的输出潮州干式变压器电流断续性,其交流分量需要由输出整流滤波潮州干式变压器吸收,当电感潮州干式变压器电流断续时输出整流滤波潮州干式变压器的需要吸收的纹波潮州干式变压器电流相对最大。

对应的输出整流二极管的潮州干式变压器电流波形如图1,输出滤波潮州干式变压器的潮州干式变压器电流波形如图2。

图1 反激式开关潮州干式变压器的输出整流二极管的潮州干式变压器电流波形

图2 输出滤波潮州干式变压器的潮州干式变压器电流波形

由图1可以得到流过输出整流二极管潮州干式变压器电流峰值与平均值、有效值的关系为如下。

流过输出整流器的峰值潮州干式变压器电流与平均值潮州干式变压器电流的关系:

(1)

流过输出整流器的有效值潮州干式变压器电流与峰值值潮州干式变压器电流的关系:

(2)

流过整流器的有效值潮州干式变压器电流与平均值潮州干式变压器电流的关系:

(3)

式中:IrecM、Irecrms、IO、Dmax分别为流过输出整流器的峰值潮州干式变压器电流、有效值潮州干式变压器电流、平均值潮州干式变压器电流和输出整流二极管的最大导通占空比。

流过输出滤波潮州干式变压器的潮州干式变压器电流有效值略小于流过输出整流器的有效值潮州干式变压器电流。

式(1)、(2)、(3)表明,随着输出整流器导通占空比的减小,相同输出潮州干式变压器电流平均值对应道德峰值潮州干式变压器电流、有效值潮州干式变压器电流随占空比的减小而增加。

在大多数情况下,反激式开关潮州干式变压器工作在变压器潮州干式变压器电流临界或断续状态。在变压器潮州干式变压器电流临界状态下,初级侧开关管导通占空比与输出整流器导通占空比相加为1。

在大多数情况下,反激式开关潮州干式变压器的输出整流器的最大导通占空比约为0。5。这样,流过输出整流器的潮州干式变压器电流峰值与输出平均值潮州干式变压器电流之间的关系为:

(4)

有效值潮州干式变压器电流于输出潮州干式变压器电流平均值的关系为:

(5)

设计实例与分析

某反激式开关潮州干式变压器的技术参数为:潮州干式变压器电路图拓扑:反激式;输入潮州干式变压器电压:85Vac~264Vac工作频率:65kHz ;输出:12V/5A;纹波潮州干式变压器电压:50mV;CLC滤波。

(1)第一级滤波潮州干式变压器的选择

对于输出潮州干式变压器电流5A对应的峰值潮州干式变压器电流为20A、有效值潮州干式变压器电流为14。14A,其中大部分流入滤波潮州干式变压器。按最高温度的纹波潮州干式变压器电流2倍选用潮州干式变压器,滤波潮州干式变压器的纹波潮州干式变压器电流之和至少要7A。

25V/1000μF低ESR铝电解潮州干式变压器的额定纹波潮州干式变压器电流约为1A,需要7只并联。如果非要5只并联甚至4只并联,也是可以运行的,但是不具有长期可靠性。

25℃温度下,25V/1000μF低ESR铝电解潮州干式变压器的ESR约为0。09Ω。7只并联对应的ESR为129mΩ、5只并联为180mΩ、4只并联为225mΩ。由潮州干式变压器电流变化在ESR上产生的峰值潮州干式变压器电压分别为2。59V、3。60V、4。50V。除此之外,滤波潮州干式变压器的ESL还会在整流二极管开通时由于潮州干式变压器电流的跃变而产生感生电势,这个感生电势同样会加到滤波潮州干式变压器上,因此,滤波潮州干式变压器上的峰值潮州干式变压器电压将不只是上述的2。59V、3。60V、4。50V。其潮州干式变压器电压波形如图3。

图3 第一级滤波潮州干式变压器的潮州干式变压器电压波形

很显然,2.59V、3.60V、4.50V是不能满足设计要求的,需要在第一级滤波潮州干式变压器后面加上一级LC低通滤波器。

(2)第二极LC低通滤波器的设计与参数选择

第二级需要考虑的是如何将不能满足要求纹波潮州干式变压器电压经过LC滤波使其满足要求。通常滤波电感可以选择30~100μH,输出滤波潮州干式变压器不仅要考虑输出纹波潮州干式变压器电压是否可以满足要求,还要考虑抑制负载潮州干式变压器电流的变化,在这里可以选择330~1000μF/25V。

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