谐振电容的选择应考虑下述因素:为了在任意时均能实现各桥臂的零电压关断,Vin应取最小值Vin(min);考虑到满载时实现零电压关断;负载电流为1.5A时滤波电感Lf的电流 临界连续。也就是说, 的脉动量Δ 为3A。要实现开关管的零电压关断,谐振电容充放电时间必须大于开关管关断时间,即:
。其中,Cr是谐振电容,I是各桥臂关断时原边电流的大小,Vin是输入直流电压。在满负载时,
,开关管FQA160N08的关断时间
1.5 谐振电感值
为了实现滞后桥臂的零电压开关,必须满足下式:
。其中Lr是谐振电感,I是滞后桥臂开关管关断时原边电流的大小,Cd5 是开关管漏源极电容,Vin是输入直流电压。
谐振电感的选择应考虑下述因素:为了在任意时均能实现滞后桥臂的零电压开关,Vin应取最大值Vin(max);考虑到1/3以上满载时实现零电压开关;负载电流为1.5A时滤波电感Lf的电流 临界连续。也就是说,
的脉动量Δ
为3A。
在1/3负载时,
,开关管的漏源极电容
。
1.6 高频变压器设计
根据变压器的温度、功率及频率,选择EE90磁芯,有效截面积为Ae=4.19cm2,磁芯窗口面积为Aw=6.08cm2。则原边绕组匝数为:ΔΒ 为磁感应增量,ton为一次侧导通脉冲时间
为了在任意输入电压时能够输出所要求的电压,变压器的副边匝数应按最低输入电压Vin(min)选择。同时应考虑副边占空比的丢失和死区影响,实际确定副边最大占空比 Dsec(max)。所以副边绕组匝数为:
其中VO为输出电压,VD为二极管的管压降,VL为滤波电感的直流压降。
1.7 输出滤波电感的电感量
在设计变换器输出滤波电感时要求输出滤波电感在某一个最小电流 时保持连续。电感Lf的最小值应为:
在工程设计时,一般的经验算法是要求输出滤波电感电流的最大脉动量ΔImax为最大输出电流的20%,也就是说在输出满载电流的10%的条件下,输出滤波电感电流应该保证连续。那么上式中的
。由于输入电压是变化的,为了保证滤波电感电流的最大脉动量不超过最大输出电流,上式中的Vin取Vin(max)。全桥变换器的开关频率为fs,副边整流后的方波电压的频率为2fs,即上式中 =2fs。这样,上式可改成下式:
1.8 输出整流二极管的选择
本电源的开关频率为100kHz,输出整流二极管应选用超快恢复二极管。对于本电路而言,整流管上承受的最大反向电压为Vbr=Vin/K=48*10=480V。在整流管开关时,有一定的电压振荡,因此要考虑裕量,可以选用600V的整流二极管。整流二极管在理想状态下,流过的最大电流等于输出最大电流14A,考虑占空比引起的电流增加和一定的安全余量,可以选用25A的整流二极管。此升压模块采用的是IXYS公司的DSEI30的超快速恢复二极管,额定电压是600V,额定电流是37A。