发布时间 : 星期一 文章AC-DC-DC电源技术方案更新完毕开始阅读d85c831d591b6bd97f192279168884868762b89a
器材选取
耐压值，5?F的隔直电容。
6.7 输出电容的选取
APFC电路输出电容的选择主要考虑：输出电压及纹波大小、维持时间、电容允许流过的电流值、等效串联电阻、允许温升等因数。一般输出电容的计算有两种方法，即按照输出电压的纹波要求进行计算和按照维持时间进行计算，而且按照维持时间进行计算所得的电容值一般较大，所以，为了使输出电容具有充足的裕量，这里按照维持时间进行计算。假设维持时间的要求为半个工频周期即为 10ms,在此期间允许的最大电压跌落为50V，输出功率6000W，则电容的计算公式为：
CO?2P2*6000*0.01O*?t??2526?F （6-6） 2222UO?UOmin500?450考虑一定的裕量，C取3000?F，由于大容量的电解电容一般体积较大，且考虑ESR的存在，因此采用3只1000?F薄膜电容并联使用。
6.8 谐振电感设计
从前面的讨论可知，移相全桥ZVS PWM变换器的超前桥臂的开关管实现ZVS 较为容易，但如果电源接入一个可变负载，且在负载较小的情况下，如果原边漏感中储存的能量太小，则滞后桥臂实现ZVS比较困难，为了扩大ZVS实现的负载范围，通常采用的办法是在高频变压器的原边串联一个辅助的谐振电感。滞后桥臂实现ZVS的过程，实际上是开关管寄生电容与谐振电感与变压器漏感谐振的过程，在谐振达到峰值时，触发开关管导通。谐振电感太大会带来较大的占空比丢失，所以取最大占空比丢失为0.2，即：
Dloss?t25 （6-7） TS/2t25为全桥整流工作状态[t2?t5]时段，由于t23很短，所以可以忽略，而
器材选取
t35?Lr[I2?ILf(t5)/K] （6-8）
Vin假设输出滤波电感很大，其电流脉动较小，则LLf(t5)?I0,I2?I0/K,那么有：
Dloss?2Lr*2Io/K4LrIofs? （6-9）
TVKVinsin于是可得：Lr?10?H
6.9 死区时间设定
根据超前桥臂实现ZVS和滞后桥臂实现ZVS的相关要求，可知超前桥臂容易实现ZVS，只要满足条件使滞后桥臂ZVS，超前桥臂就一定能够实现ZVS。因此全桥变换器实现ZVS的关键在于滞后桥臂。滞后桥臂的ZVS在上章全桥变换器主要波形[t2?t3]，在t2时刻，关断Q4, ip由C2和C4两条路径提供，也就是说ip用来抽走C2上的电荷，同时又给C4充电。由于C2和C4的存在，Q4是零电压关断。因此这段时间里，实际上是Lr和C2、C4在谐振工作，ip和电容C2、C4的电压分别为：
ip(t)?I2cos?1(t?t2) （6-10）
vC4?Z1I2sin?1(t?t2) （6-11） vC2?Vin?Z1I2sin?1(t?t2) （6-12）
其中Z1?Lr/(2Clag)，?1?1/2LrClag。
在t3时刻，当C4的电压上升到Vin，D2自然导通，结束这一开关模态，则可推得开关模态的持续时间为：
t23?1?1arcsinVin （6-13） Z1I2由此可得后滞桥臂的死区时间为684ns，为考虑裕量所以取前滞桥臂死区时间为700ns，后滞桥臂死区时间为800ns。
器材选取
6.10 输出滤波电感设计
由于电源系统可工作为电流源状态所以应保证其电流脉动量较小。
????VOVOLf??1?? （6-14）
2*(2fs)*(1%*IO(max))?Vin(max)?VLf?VD????K?设置电流脉动量为=2A、Vin(max)=500V，VO取最小输出电压45V、fs=100KHz、
VD=1.5V、VLf=0.1V代入上式，可得Lf?35.7?H，实际取Lf?35?H。
6.11 输出滤波电容选择
Vin(max)=500V、VO取最小输出电压45V、fs=100KHz、VD=1.5V、VLf=0.1V代
入上式，可得Cf?25.2?F。
Cf?VO8Lf(2fs)2?Vopp????VO?1?V? （6-15）
in(max)??VLf?VD????K?实际上输出电压的峰-峰值主要由电解电容的ESR决定，一般取ESR上的电压脉动为50mv，则ESR需小于50mv/2A=25m?。根据电解电容的特点，其容量与ESR的关系满足：
C*ESR?60?10?6 （6-16）
将ESR=25m?代入上式，可得Cf?2400?F，实际取两个耐压值为120V,容量为1500?F的电容并联使用。
6.12 箝位二极管
为了抑制或消除输出整流管上的电压震荡通过在全桥变换器放置箝位二极管构成有源箝位电路，将箝位电容中存储的谐振电感中的多余能量回馈到负载中
器材选取
去。不仅减小了损耗，还有利于提高效率。
箝位二极管的电压应力为Vin，而输入电压的为500V，考虑到一定的余量，可以选用8OOV左右的二极管。当箝位二极管导通时，流过它的电流为谐振电感电流和原边电流的差值，这个电流是比较小的，最后选择IXYS公司的超快恢复二极管DSEllZ，其电压和电流额定值为:80OV/12A。
6.13 高频变压器设计
高频变压器是一种应用电磁感应原理，将电能从一个电路传输到另一个电路的电磁装置，是开关电源中的关键部件之一。变压器只能用于交流电的传输与变换，而不能进行直流传输，在交流电路中起电磁隔离、储能、变压、变流、变阻等作用。因此，在开关电源中，高频变压器是进行功率变换的主要部件。
开关电源中的变压器工作于高频脉冲状态，相对于工频变压器，高频变压器在设计与处理时，主要面对的问题有脉冲参数、趋肤效应、损耗等因数。
由于全桥变换器电感电流连续时表达式为：
VO1?Dy* （6-17） VinK整流端输出电压为500V，设定DC端最大输出电压100V，占空比选择最大值为0.85，则K=4.25，取K=4；
先选定NCD公司的EE42B磁芯，这里选择开关频率为100KHz，为了减小铁损，可确定最高工作磁密Bm=0.1T，那么副边匝数Ns可由下式决定：
Ns?VO （6-18）
4fsAeBm式中Ae为磁芯的有效导磁截面积。
查手册可知，EE42B的有效面积Ae?233mm2，将它和fs=100KHz、VO=100V、
Bm=0.1T代入上式，可算出副边匝数Ns=10.72，取Ns=12，所以原边匝数Np=48。
6.14 输出整流二极管选择