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新型微波炉电源中ZVS高频变换器的设计及实现
来源:本站整理  作者:佚名  2009-04-14 10:03:49




    用电阻负载模拟实现的设计参数如下:交流输入电压:220V/50Hz;输出电压:5 200V;输出功率:550W。
2.1 确定变换器的直流电压增益和选取频率
   
由于VT1和VT2互补导通,所以在开关管的集电极一发射极之间形成一方波电压。可以近似得到交流等效电路进一步可以将变压器二次侧等效为交流电阻Rac。等效电路如图4所示。

    由等效电路得:直流电压增益

   

   
    为了实现ZVS,要求谐振回路部分的阻抗呈感性,这样才能利用二极管的续流作用,为ZVS提供条件。这样,要求实际的频率ω>ω0,即m>1。
    通过MATLAB绘制不同Q值条件下G的曲线图,如图5所示:

    图中横坐标为m,即实际运行频率和谐振频率的比值,由图可得,在一个固定的频率值下,Q越小,直流增益就越大。同时也说明随着负载的减小,直流电压增益会变小,当变压器设计好以后,变比一定,负载减小,在负载侧会表现出电压下降。为了减小变换器的损耗,应该将直流电压增益选的尽可能的高,由原理图可知,这种电路结构下,直流电压增益最大为l,所以,应该尽量选取接近1的增益。
    在实际的电路中,设定谐振频率为12kHz,而提高开关电源的工作频率正是研究软开关的主要原因,因为提高开关频率可以使变换器的体积、重量大为减小,从而提高变换器的功率密度。为实现ZVS,还必须使换流的时间小于设定的死区时间,从另一个角度来说,如果死区时间设的足够大,也可以实现ZVS。现设定m=2.5,即实际运行的频率为30kHz。由图5,取Q=0.02,这样直流电压增益可以近似取为l。
2.2 确定变压器变比
   
假设交流输入220V市电,其峰值约为310V,整流后的电压值取为285V,因为输出电压要求为5 200V,所以变压器二次侧的电压约为2 600V。直流电压增益取为1,所以变压器变比N=285/2600=0.1l。
2.3 确定交流等效电阻Rac
    桥式倍压电路部分如图6所示:

    由于微波炉所带负载为磁控管,可以看做电阻负载,假设在理想情况下,电容足够大并且变压器副边的输入功率和负载上消耗的功率


2.4 确定谐振电容和电感的值

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