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车载高频推挽DC-DC变换器设计方案(二)

3开关变压器的设计采用面积乘积(AP)法进行设计。对于推挽逆变工作开关电源,原边供电电压UI=24V,副边为全桥整流电路,期望输出电压UO=220V,输出电流IO=3A,开关频率fs=25kHz,初定

3 开关变压器的规划

  选用面积乘积(AP)法进行规划。关于推挽逆变作业开关电源,原边供电电压UI=24V,副边为全桥整流电路,希望输出电压UO=220V,输出电流IO=3A,开关频率fs=25kHz,初定变压器功率η=0.9,作业磁通密度Bw=0.3T.

  (1)核算总视在功率PT.设反向快速康复二极管FRD的压降:VDF=0.6*2=1.2V

  核算总视在功率PT.设反向快速康复二极管FRD的压降:VDF=0.6*2=1.2V

  

  

  

  4 推挽逆变的问题剖析

  4.1能量回馈

  主电路导通期间,原边电流随时刻而添加,导通时刻由驱动电路决议。

  

  图3 S1导通、S2关断时的等效电路

  图3(a)为S1导通、S2关断时的等效电路,图中箭头为电流流向,从电源UI正极流出,经过S1 流入电源UI负极,即地,此刻FWD1不导通;当S1关断时,S2未导通之前,因为原边能量的贮存和漏电感的原因,S1的端电压将升高,并经过变压器耦合使得S2的端电压下降,此刻与S2并联的能量康复二极管 FWD2还未导通,电路中并没有电流流过,直到在变压器原边绕组上发生上正下负的感生电压。如图3(b);FWD2导通,把反激能量反应到电源中去,如图 3(c),箭头指向为能量回馈的方向。

4.2 各点波形剖析

  当某一PWN信号的下降沿来暂时,其操控的开关元件关断,因为原边能量的贮存和漏电感的原因,漏极发生冲击电压,大于2UI,因为加入了RC缓冲电路,使其终究稳定在2UI邻近。如图4所示。

  

  图4 RC缓冲电路波形图

  当S1的PWN 信号下降沿降临,S1关断,漏极发生较高的冲击电压,并使得与S2并联的反应能量二极管FWD2导通,构成能量回馈回路,此刻S2漏极发生较高的冲击电流,见图5.

  

  图5 S2漏极发生较高的冲击电流

  5 试验与剖析

  试验成果外表,输出电压稳定在220V,纹波电压较小。最大输出功率能到达近600W,体系功率根本稳定在80%,到达预期作用。其间,因为IGBT功率损耗较大导致体系功率偏低,考虑假如选用损耗较小的MOSFET,体系功率会至少上升10%~15%.

  注意事项:

  (1) 变压器初级绕组在正、反两个方向鼓励时,因为相应的伏秒积不相等,会使磁芯的作业磁化曲线违背原点,这一偏磁现象与开关管的挑选有关,原因是开关管反向康复时刻的不同》 可导致伏秒积的不同。

  (2)试验中,跟着输入电压的微幅增高,体系损耗随之增大,首要原因是变压器磁芯发生较大的涡流损耗,体系功率有所下降。减小涡流损耗的办法首要有:减小感应电势,如选用铁粉芯资料;添加铁心的电阻率,如选用铁氧体资料;加长涡流所经的途径,如选用硅钢片或非晶带。

  丈量数据与核算数据

  6 定论

  推挽电路特别适用于低压大电流输入的中小功率场合,并使用AP法规划了一种高频推挽DC-DC变换器。试验成果表明本文的高频推挽变压器的规划方案到达了预期的作用,使输出电压稳定在220V并具有必定的输出硬度,功率到达80%,为现代轿车电源的开展供给了必定的开展空间。

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