【正文】 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 10 頁 滯環(huán)電流控制模式 t+ E d E d0 t o nt o f fi 0i o ri o r + hI o r hQ 1 , Q 4Q 2 , Q 3+i o ri o 圖 滯環(huán)電流控制 在這種情況下 ,當電流誤差達到滯環(huán)的最低值時逆變器將會產(chǎn)生正的輸出電壓。這種電流控制輸出電壓波形類似于雙極脈寬調制。 滯環(huán)電流模式的缺點是 : (1) 變頻控制容易產(chǎn)生變頻噪聲， (2) 需要對電感電流進行全周期的檢測和控制 。斜坡補償即運用峰值電流控制方式時 ,通過斜率補償電路將振蕩電路產(chǎn)生的三角波信號的一部分加到控制電路信號上 ,來改善控制電路的控制性能 ,從而讓電路處于穩(wěn)定工作狀態(tài)。圖 是峰值電流控制的電感電流在擾動下的波形圖，I? 0 為擾動信號， Vea 為電壓放大器輸出電流設定值， m1， m2 分別為電感電流上升沿和下降沿斜率。當電路占空比大于 50%時 ,m2m1 擾動電流引起的誤差變大 ,電感電流信號振蕩發(fā)散 ,系統(tǒng)工作不穩(wěn)定 ,這時需要加入一定的斜坡補償電路使開關 電源穩(wěn)定工作。 圖 占空比大于 50%時斜率補償 加入補償后 ,經(jīng)過一個周期 ,擾動電流引起的誤差為 : 121 mmII o ?????? (23)經(jīng)過 n 個周期擾動電流引起的誤差為 non mm mmII ?????? ?????? 12 (24) 系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定的條件是 112???? mm (25) 對于占空比為 100%的情況 ,m1= 0,代入到上式中得到 m,圖 2. 7 為 m=m2,時 ,電感電流波形。在實際應用中通常選取 m為 m2 的 倍。2 ? (27) 初級電流反饋電壓 RsmVs 39。 本章小結 本章主要對電壓控制與電流控制的優(yōu)缺點進行比較進 ,對峰值電流這種電流控制型方式進行了介紹。 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 38 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 15 頁 3 DC/DC 全橋變換電路參數(shù)設計 輸入整流與濾波電路 圖 主電路 本文所設計的電 流控制型全橋主電路拓撲結構如圖 所示 ,其主要包括輸入輸出整流濾波電路、全橋拓撲、高頻變壓器和吸收電路等。開關電源輸出電壓為 24V,最大額定輸出電流 5A,電源的效率為 80%. 整流橋的參數(shù)選擇： 反向重復峰值電壓：輸入電壓為 220V時 ,經(jīng)過整流后的最小直流電壓為（考慮到電源電壓的波動） ma uURR M ? = ???? (31) 輸入電流有效值 :min0co s uPIrms ??? = 1 524 ???? ? (32) ~ ?? 整流橋額定的有效值電流： AII R M SBR ???? (33) 綜上考慮選擇的整流橋為 KBPC2510，其主要參數(shù)為： 最大反向電壓經(jīng)常峰值 1000V 電壓最大 RMS 700V 阻斷電壓最大 DC 1000V 最大正向平均電流 25A 峰值正向浪涌電流單一正弦半波 300A 輸入濾波電容的選擇： 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 38 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 16 頁 電源的輸入功率： 1 5 0 52400 ???? ?IUP iW (34) 輸入電壓為 220V時 ,經(jīng)過整流后的最小直流電壓為（考慮到電源電壓的 %15? 波動） VV in 2 6 2 0m i n ???? (35) Vpp 為輸入電容上要得到的電壓紋波峰峰值 ,其大小為輸入電壓峰值的 5%10%，這里取 5%,則輸入濾波電容的大小為 : ffVVPCppiniin ?265m i n ?????? (36) 式中 f 等于紋波頻率 , 為全橋整流電流占空因數(shù)的補償系數(shù)。考慮到電容裕量 ,本文選用 2 個470uF/450V的電解電容并聯(lián)使用。全橋拓撲電路的效率和功率密度較高。 圖 主電路功率開關及整流輸出濾波電路 畢業(yè)設計（論文）說明書 共 38 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第 17 頁 MOSFET 的選擇 由于采用全橋電路拓撲 ,主電路開關管在 關斷時間內 所承受的電壓為主電路直流母線電壓。 所以 直流母線上的最大電流為 AV P iax m i nm ??? (37) 由于 隨著 MOS 管 的管 溫的升高 ,MOS 管 承受的最大工作電流將減小 ,與此 同時 考慮到裕量 ,應該 選 取 連續(xù)漏極工作電流在 2A 以上的 MOS 管 ,其漏極 源極的擊穿電壓應大于 400V,所以 本文選 取得是 IR公司生產(chǎn)的具有低柵荷的場效應管 IRF830,其漏極 源極的擊穿電壓為 500V,連續(xù)漏極工作電流在 以上。 高頻變壓器的設計 高頻變壓器的設 計要求 高頻變壓器在開關電源中起著重要的作用 ,它的主要目的是傳輸功率 ,實現(xiàn)輸入側與輸出側的電氣隔離 同時 ,可通過調整初次級的匝數(shù)比來改變輸出電壓 ,也可增加匝數(shù)不同的次級繞組 ,以達到獲得多路輸出電壓的目的 對功率變壓器的要求主要有以下幾個方面 : 漏感要?。汗β书_關管關斷時電壓尖峰的大小與集電極電路配置，電路關斷條件以及變壓器漏感大小等因素有關 ,因此對變壓器而言 ,減小漏感是十分重要的。 考慮溫度影響：開關電源的工作頻率較高 ,要求磁芯材料在較高工作頻率下的功率損耗盡可能小 ,隨著工作溫度的升高 ,飽和磁通密度的降低應盡量特性從結構上看 ,要保證變壓器的漏磁小 ,減小繞組的漏感便于繞制 ,引出線及變壓器安裝要方便，便于散熱。 本文采用的是 AP 法。整理得： ewsfP ABfK VN 1? (39) 磁芯窗口面積 Aw,乘上使用系數(shù) K0 為有效面積，該面積為原邊繞組 Np 占據(jù)的窗口面積 NpA’ p 與副邊繞組 Ns 占據(jù)的窗口面積 NsA’ s 之和，即 ssppw ANANAK 39。0 ?? (310) 每匝所占用面積與流過該匝的電流有效值 I 和電流密度 j 有關，如下式所示 jIAp 139。 ? (311) pA39。 為副邊每匝繞組所占用面積整理以上有 AP =jBfKK IVIVAA wsfew 02211 ?? (312) Kj 為電流密比例系數(shù)； X 為常數(shù)，由所用磁芯確定， Pt 為視在功率。它由導線截面積、匝數(shù)、層數(shù)、絕緣漆厚度及線圈紋距等決定。由此可計算出功率容量乘積 Ap 為 600 104 )1( ???? fjBKK PAAAPwfew ? ?= ????????? ?? 63 1010901 0 0 120)( (315) 表一 變壓器磁芯參數(shù) TYPE MATERIAL Dimensions(mm) Ap Ae Aw EE30 PC40 30** EE37 PC40 *15* EE3528 PC40 ** EE40 PC40 40*17* EE4133 PC40 *17* EE42/21 PC40 42**20 EE47/39 PC40 **15.62 EE50 PC40 50** EE55 PC40 ** 4 通過表一可以 確定選擇厚型 EE40 磁芯 ,它的有效中心截面積為 Ae=127mm2,窗口面積為 Aq=173mm2 。初級繞組匝數(shù) 可以通過下式計算 : 0 0 010904 10358438m a x ????? ???eminp AfBVN (317) 考慮到輸入電網(wǎng)電壓的 波動 ,與此 同時為了 有效 減 小 磁化電流 ,本文在計算的基礎上初級繞組增加 2 匝 ,所以 調整后 的 初級的繞組匝數(shù)為 81 匝。因此初級繞組 和次級 繞組 的匝數(shù)比 kt 為 : 6 5m a x ???? opinspt VVNNk (320) 取整 按照 9:1 來計算初級 繞組 和次級 繞組 的匝數(shù)比 ,并取整得到次級 繞組 的匝數(shù)為 99818 ??? ps NN (321) 繞線 線徑的計算 過程如下 : 變壓器的繞組在通過高頻電流時會產(chǎn)生趨膚效應 ,趨膚效