【文章內(nèi)容簡介】 芯，其 cmAP ? cmAc ? (4) 計(jì)算原邊繞組的匝數(shù)，有下式算出 19 4m a xm in 10??? fBA DUN mcip （ 24） 式中， ][18min VUi ? ， cmAc ? ， ?amxD ，則 ][ 43 匝????? ??pN 取 匝6?pN 。 退磁繞組 iN 取與原邊繞組 pN 一樣，即 iN = pN =6 匝。 正激變換器輸出電壓值取決于變壓器的匝比和功率管的導(dǎo)通占空比 m inm a x12 io UDNNU ??? （ 25） 由此可算出副邊匝數(shù)，但應(yīng)考慮副邊整流二極管的影響： ][ 6)101 0 0(2 匝?? ???N 取 匝602 ?N 。 (5) 確定原、副邊匝數(shù)和導(dǎo)線股數(shù)： 原邊峰值電流 tiip KU PImin? （ 26） 式中， tK 為輸出峰值電流與有效電流的比值，正激變換器 tK =。因此有 ][ 0 1 1 1 1 AI p ??? 經(jīng)驗(yàn)取電流密度 2/4 mmAJm ? ，則原邊繞組線徑截面積 wpA 為： ][4 2mmJIA mpwp ??? 線直徑 )(mmdw 可由下式?jīng)Q定： ?ww Ard 41? （ 27） 式中， r 為導(dǎo)線并繞股數(shù)； wA 為導(dǎo)線截面積。 考慮高頻時(shí)導(dǎo)線的集膚效應(yīng)，應(yīng)有 mmdr ? 。則 ??wAr 即 ?wAr 4? 20 由此可以得出原邊的股數(shù) ??r 取 111?r 。則導(dǎo)線的直徑為： 4 8 ???wpd[mm] 同理可得副邊的股數(shù)： ??r 取 42?r 。則導(dǎo)線的直徑為： ][4 mmd ws ??? (6) 驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果： 一般地，磁化電流為原邊電流的 5%到 10%，因此，在選取退磁繞組時(shí)線徑可選單股的導(dǎo)線。 退磁繞組導(dǎo)線的截面積： ][4 %%8 2mmJIA mpwi ????? 因此 ][ 74 mmd wi ??? 我們?cè)谛：嗽叀⒏边吋叭ゴ爬@組占用窗口面積 W 的情況，一般不得超過 40%，即 ][ 2cmAAPW c ??? 而原邊、副邊及退磁繞組實(shí)際占用窗口面積為： ][7 ][ 2222222221cmmmdrNdrNdrN wiiiwsswpp????????????? 故繞組實(shí)際占有窗口面積 小于磁芯窗口面積 cm ，實(shí)際有效。 21 濾波電路的設(shè)計(jì) 輸出濾波電路的作用是慮除整流電路輸出的脈動(dòng)直流中的交流分量，得到平滑的直流輸出。 (1) 濾波電感的設(shè)計(jì) 一般設(shè)定電感電流峰值為額定電流的 150%。則輸出電感滿足下式： i TDVL oo ??? )1( （ 28） 根據(jù)要求輸出電流 AIo 10? ，取 Ai 5?? ，則可得到輸出電流 mhLo ? (2) 濾波電容的設(shè)計(jì) 濾波電容的設(shè)計(jì)根據(jù)變換器的輸出平均功率 1KW 設(shè)計(jì)，在輸出的直流電壓中包含有高頻紋波和很小的二次文波成分。由于高頻成分較多，必須選用低阻抗，高頻電解電容，選取主要依據(jù)是輸出紋 波滿足下式要求： slCfR4?? ? (29) 式中取 1?? ， %10?? ，從而可以確定濾波電容 ufC 5? 。取 C=25uf。 因一般的鋁電解電容的交流頻率特性差，輸出功率變化范圍大時(shí)會(huì)造成輸出電壓波動(dòng)大，因此，實(shí)際選取 1 支 80uF/400V 的電解電容。為了降低等效串聯(lián)電感 (ECL)和等效串 聯(lián)電阻 (ESR)，抑制尖峰，一般要在鋁電解電容旁并聯(lián)一些極性無感電容。 箝位電容參數(shù)設(shè)計(jì) 由前一章公式 (28)得： Cc=。 控制電路的實(shí)現(xiàn) 控制電路包括 SG3525 脈寬調(diào)制電路、邏輯延遲整形變換電路、驅(qū)動(dòng)電路等，各部分電路的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)如下。 脈寬調(diào)制電路參數(shù)的設(shè)計(jì) 脈寬調(diào)制電路采用美國通用公司生產(chǎn)的集成芯片 SG3525，該芯片是電壓型芯片 [11]，可以外接一個(gè)運(yùn)放做電壓環(huán)，其內(nèi)部運(yùn)放用來做電流環(huán)，該芯片具有集成度高，功能強(qiáng)大等優(yōu)點(diǎn)，能完全滿足控制及 保護(hù)功能要求。SG3525 能提供接近 50％的脈寬控制，可設(shè)定死區(qū)時(shí)間，對(duì)稱性好；工作頻率可達(dá) 400kHz。圖騰柱結(jié)構(gòu)輸出，輸出能力達(dá) 500mA；內(nèi)置 2MHz 帶寬 22 的放大器；軟啟動(dòng)功能； Shutdown 保護(hù)端功能。其兩路信號(hào)輸出相差 180176。的特性正滿足本系統(tǒng)并聯(lián)兩路的控制邏輯； 根據(jù)控制要求，本系統(tǒng)采用如圖 31 所示的 3525 外圍電路，其參數(shù)設(shè)定如下： (1)頻率設(shè)定 頻率由 6 腳 RT 與 5 腳 CT 值決定。開關(guān)頻率為 50KH， 內(nèi)部振蕩頻率為 100KHz，可確定： RT=,CT=。 (2) 死 區(qū)時(shí)間設(shè)定 由于有源箝位正激變換器無直通現(xiàn)象，且 3525 的輸出最大占空比小于 ，為了提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)相應(yīng)，可以盡量增大最大占空比，因此在設(shè)計(jì)時(shí)，將死區(qū)設(shè)置電阻 Rd 定為 0。 (3) Shutdown 端保護(hù) 當(dāng) Shutdown 端電平高于 時(shí)，重新軟啟動(dòng)。要正常實(shí)現(xiàn)保護(hù)功能，該端子的電流還要大于 。某些故障保護(hù)端必須加在 Shutdown 端，如功率管短路故障、輸入過壓故障、變壓器原邊過流故障等。 (4) 軟啟動(dòng)電容設(shè)定 芯片加電后 ,軟啟動(dòng)端 P8 腳提供 50uA 的輸出電 流，把電容電壓從 0V 緩慢充至 ，對(duì)應(yīng)輸出占空比從 0 緩慢增至最大值，設(shè)定軟啟動(dòng)電容為 10uF,軟啟動(dòng)時(shí)間為： 6610 10 650 10ts???????,軟啟動(dòng)端電平拉低后驅(qū)動(dòng)信號(hào)變?yōu)榱?。在變換器出現(xiàn)某些故障時(shí)，可以拉低軟啟動(dòng)端電平，使輸出為零，如輸出過欠壓故障、輸入過壓故障、功率管過流故障等。軟啟動(dòng)端可以減小功率管的開機(jī)沖擊。 ININ+SYNCOUToscCTRTDISSSVREFVIOUTBVcGNDOUTASDCOMP 圖 21 SG3525 外圍電路 Periphery circuit of SG3525 電流信號(hào) 電壓信號(hào) Vcc Vcc Vcc 保護(hù)信號(hào) 23 5 . 1 V 基準(zhǔn) 欠電壓鎖定振蕩器振蕩器輸出同步TCTR放電補(bǔ)償關(guān)閉軟啟動(dòng)PW M比 較器A?50EA?sUTQRS1?1?cUAB地15164356792810SG 35 25fu1 5 V 圖 22 SG3525 內(nèi)圍電路 Interior circuit of SG3525 (5) 基準(zhǔn)電平的設(shè)定 P16 腳 Vref 提供 15V 高精度電壓基準(zhǔn) (6) 解藕電容的設(shè)定 9 角附近并接較小容量的解藕電容，濾除圖騰柱產(chǎn)生的諧波，以免影響系統(tǒng)的正常工作。 邏輯延遲整形電路設(shè)計(jì) 由本文第 2 章中對(duì)有源箝位正激變換器的工作原理分析可知，要想實(shí)現(xiàn)主功率管及箝位管的軟開關(guān)，則兩管的驅(qū)動(dòng)脈沖之間必須有一定的死區(qū)延遲 1? 、 2? 。該延遲由圖 33 所示的邏輯電路實(shí)現(xiàn)。 圖 23 延遲電路 The delay circuit 圖中的非門其內(nèi)部結(jié)構(gòu)為 CMOS 集成施密特觸發(fā)器 [12]，在實(shí)驗(yàn)中用集成芯片 CD4049A 實(shí)現(xiàn)，與門用集成芯片 CD4081B 實(shí)現(xiàn)。 主管驅(qū)動(dòng)信號(hào) 輔助管驅(qū)動(dòng) 信號(hào) 24 本章小結(jié) 本章詳細(xì)分析討論了輸出功率為 1KW的 Flyback型有源箝位正激變換器主功率電路各關(guān)鍵參數(shù)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則及器件的選取；給出了其控制電路，邏輯延遲電路，驅(qū) 動(dòng)電路及系統(tǒng)保護(hù)電路的實(shí)現(xiàn)方法。 第 3 章 系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型建立 通過頻域分析可以對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)性能進(jìn)行分析、校正，而頻域分析是建立在對(duì)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型已知的基礎(chǔ)上的。本章將對(duì) Flyback 型