朔州矿用变压器设计方案
朔州矿用变压器设计方案
朔州矿用变压器设计方案的选取与普通朔州矿用变压器不同,由于受到体积、重量和散热条件的限制,朔州矿用变压器基本要求是电路简单可靠、效率高、易于集成。本章仅对现在朔州矿用变压器中采用的主要设i十方案进行了对比分析,并在此基础上提出了大功率软朔州矿用变压器设计方案。
3. 1单端正激设计方案
单端正激功率变换电路原理如图3.1所示。与理想的单端正激变换器不同,实际的变压器由于初级绕组的电感不能无穷大。因此,在管Q导通时,高频变压器中一定会有一部分励磁电流,而存贮一定的能量,当Q截止时这部分能量必须完全释放,否则变压器中的励磁电流会不断增加,最后导致磁芯饱和而损坏。图中绕组N,,就是变压器的复位绕组。它在Q截止时,通过D3为磁芯复位。同样由于变压器的非理想性,变压器初级会存在一定的漏感,存贮在漏感中的能量也必须吸收,否则会因此在Q截止时漏感中电流突变将管Q击穿,图中RCD就是用來吸收入漏感中能量的。
图3.1单端正激功率变换原理图
单端正激设计方案分析:
单端正激变换器在每一周期内管Q的纹波电流通常只为峰值电流的10%,在相同的脉宽下单端正激变换器要比单端反激变换器的纹波小得多,通常只为反激变换器的四分之一。因此在相同的脉宽下,单端正激变换器
管Q中的电流的的有效值要比单端反激变换器管中电流的有效值低25%。这在早期高压大功率MOS管导通电阻比较高,管导通损耗严重的情况下,使用单端正激变换器,可以有效地提高幵关朔州矿用变压器的效率、降低生产成本。因此在早期朔州矿用变压器设计过程中,单端正激设计方案得到了广泛的应用。然而随着半导体工艺技术的发展,高电压大功率MOS管导通电阻的下降,MOS管导通损耗己经不再是设计的突出矛盾,单端正激变换器在一定的功率范围内己经不冉具有优势。尤其是当代朔州矿用变压器提出宽电压输入范围的要求之后,单端正激变换器由于其本身固有的特点,现在朔州矿用变压器设计时,已经很少使用单端正激设计方案了。
单端正激变换器在宽输入电压情况时的特点如下:
1、单端正激变换器虽然管峰值电流和纹波电流比较小,但由于磁芯复位需要而增加的复位绕组,不仅不能有效减小变压器的体积,同时也增加了变E器的绕制成本。
2、 一般来说为了使复位绕组与初级绕组耦合好,减化变压器绕制工艺,复位绕组与初级绕组往往采用双线并绕的形式。这就导致复位绕组与初级绕组匝数一致,每个周期内,管所承受的击穿电压都是输入电压的2倍,同时也导致单端正激变换器的******占空比不能超过0.5。这也就使我们在低输入电压时,不能通过增加占空比进一步减小管电流的有效值。
3、宽电压输入范围时输出整流二极管反向击穿电压高。使我们无法使应用低损耗整流二极管(如:肖特基二极管)或低导通电阻同步整流MOS管。
例如:在交流输入电压范围为Vin=85VAC-275VAC时,输出电压为V。=19VDC,单端正激变换器******占空比为?=0.45的条件下,当输入电压为Vinmin=85VAC,经过整流滤波后,变换器的输入电压的最小值为100VDC时:
式中,V。为变换器输出电压,V;Vinmin为变换器输入电压最小值,V;n为变压器变比;?为变换器导通占空比。
式中,Vr为输出整流二极管D******反向击穿电压,V;Vinmax 为输入电压******值,V;n为12V朔州矿用变压器变压器变比。
由此我们可以看出在宽电压输入范围的条件下,输出整流二极管反向击穿电压高,而当反向击穿电压超过100V时,我们就无法再使用肖特基二极管及低导通电阻同步整流MOS管来降低输出整流的功耗。
文章转载自网络,如有侵权,请联系删除。|发布时间:2017.10.09来源:
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