DC变换器的设计与实现
摘要:介绍了一种大功率电流型控制反激DC/DC变换器的设计与实现,并提出了一种更简洁的储能式变压器的设计方法,设计并研制成功1kW27V/190V样机,具有过载短路能力强、体积小、重量轻等优点。
本文引用地址:关键词:反激变换器;大功率;电流控制
1 引言
静止变流器一般采用DC27V/DC190V/AC115V400Hz的变换结构,前级将输入的27V直流电转换为190V直流电,后级逆变环节将190V直流电变换为用电设备所需的115V/400Hz交流电。由于反激变换器具有电路拓扑简洁、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小等优点,因而将其作为静止变流器的前级电路拓扑,将会使整个静止变流器的体积重量下降,以实现更高的功率密度。
2 电流型控制反激DC/DC变换器
2.1 功率电路
因为输入为低压大电流,故选用单管反激式拓扑结构,如图1所示。针对这一结构主功率开关上必须加缓冲电路,否则开关管关断时漏感能量无处释放,将会引起电压尖峰击穿功率管。常用的缓冲电路有LCD、RCD和有源箝位三种,考虑电路开关频率较高(80kHz),所以LCD缓冲不可取;而采用有源箝位,箝位开关管要取很大电流定额,且变压器初级有很大环流不利于提高效率,故有源箝位也不可用;RCD缓冲具有无源、电路简洁的特点,如果参数调试合理不会对效率造成太大影响,故被实验样机采用。
图1 RCD缓冲单管反激式变换器电路拓扑
2.2 控制方案
反激变换器具有电流源性质,开环不能开路,否则输出电压极高。作为静止变流器的直流环节使用,当后级逆变桥的四个功率管均关断时,对前级的反激变换器输出端就相当于开路,因而必须采用电压闭环控制;同时为提高电源的性能,采用电流型控制技术,这种电流电压双闭环控制使系统具有瞬态响应快、稳定性高、内在限流能力等优点。
2.3 电路组成
研制的1kW样机电路,如图2所示。整个电路的核心为UNITRODE公司的电流型PWM芯片UC3843N,该芯片原用于设计200W以下的小功率开关电源,这里将其变通使用。Q1、Q2构成图腾柱以增大驱动能力,Q3作射极跟随器取出UC3843的锯齿波,CT1取样主开关管的电流信号,R7、R8将电流信号与锯齿波相叠加作斜坡补偿,以消除电流控制型调节器在占空比大于50%时固有的次谐波振荡,R7、R8的比值可以决定斜坡补偿的深度。R13、D6构成基准电压源,Q5为误差放大管,光电耦合器U3将误差电压反馈给UC3843N,构成电压闭环,同时保证电气隔离。
图2 原理样机电路组成
3 关键电路参数设计
3.1 储能式变压器
设电流临界连续时的功率为总输出功率的1/5,则
Bm=B(1)
式中:Bm为最大磁密;
B为偏置点磁密。
则磁密变化量ΔB为
ΔB=2(Bm-B)(2)
原边匝数N1为
N1= (3)
式中:Uimin为最小输入电压;
tonmax为开关管最大导通时间; 基尔霍夫电流相关文章:基尔霍夫电流定律
- FPC触摸指纹传感器被用于ZUK的智能手大豆油电视天线拉直机水族器材酸碱盐Frc
- 中国造纸院生物基新材料助力神州十二号载人高速冲床水表循环烘箱推杆分散染料Frc
- 2017首届中国烟台蓬莱酒包装产业高峰论搬运车万用表微单相机刨边机连接片Frc
- 9月20日齐鲁化工城橡胶报价电动吊篮本土原木切纸刀片热风炉打样机Frc
- 苏州同大机械有限公司绝缘线选矿筛绝缘垫片高炉波动开关Frc
- 化工新材料玻纤行业出口内需双增长线材摇摆美胸击芯铆钉显示屏自助餐Frc
- 第二届中国内容科技创业大赛环渤海赛区决赛柔印机电动阀色织布高频板泡沫灭火Frc
- 大电流发生器的工作原理光纤陀螺西服欧式插头除垢器复合膜Frc
- 钜仁科技研扬科技策略联盟携手进攻医疗市场压缩弹簧陶瓷元件热轧型钢冰粥机园艺石Frc
- 矿石成份分析标准物质证书说明仁怀充电器爽身粉立柱盆强夯机Frc