輕軌車應(yīng)急通風(fēng)電源前級DC／DC變換器研制

通過對比可見，拓?fù)洧篌槲晃招Ч詈?，拓?fù)洧蝮槲晃招Ч韧負(fù)銲稍好。
2．3 吸收電路結(jié)構(gòu)和參數(shù)選擇
RCD吸收電路的基本工作原理：整流二極管反向恢復(fù)過程中，變壓器漏感和電路寄生電感與二極管結(jié)電容諧振，使二極管承受反向尖峰電壓；當(dāng)電壓尖峰高于RCD電路中uCs，由于電荷守恒，Cs與二極管結(jié)電容按容量比例分配電荷；Cs往往遠(yuǎn)大于結(jié)電容，因此相當(dāng)于把峰值電壓箝位至：

式中：Ucm為Cs半周起始電壓；Qrr為反向恢復(fù)電荷。
對于RCD吸收電路，當(dāng)RsCs乘積較大時(shí)，Cs的放電速度慢，在半個(gè)周期內(nèi)無法下降到Uin，因而Uc高，但由于其Rs較大，損耗會(huì)相對較小，稱為弱吸收，反之則稱為強(qiáng)吸收。
RCD吸收電路穩(wěn)定工作時(shí)，其電壓和能量是平衡的，即Cs箝位上升的電壓必須在半個(gè)周期內(nèi)通過Rs釋放掉，而且電壓尖峰的能量必須被Rs
吸收。若Rs增大則放電變慢，根據(jù)平衡條件，Us會(huì)被抬高，而Rs上的損耗會(huì)減小。
該設(shè)計(jì)由于開關(guān)頻率很高，為50 kHz，要求Cs放電時(shí)間很短，否則極易進(jìn)入弱吸收狀態(tài)，抬高Uc。因此需結(jié)合開關(guān)管的工作情況確定吸收電路的工作狀態(tài)，并結(jié)合發(fā)熱情況綜合考慮Rs，Cs的取值。
在初級MOSFET兩端添加RCD吸收電路，因輸入電壓僅為24 V，產(chǎn)生峰值較小，在Rs上產(chǎn)生的損耗相對很小。因此選擇拓?fù)洧螅⑦x取阻值較小的Rs和容值較小的Cs，使RCD吸收電路工作在強(qiáng)吸收狀態(tài)，從而最大程度限制電壓尖峰。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，兼顧吸收效果和溫升，選Rs為300Ω／8 W的功率電阻，Cs為1 000 pF／100 V的CBB電容。
在次級整流橋后添加吸收電路，整流二極管兩端電壓尖峰很大，同時(shí)由于輸出電壓很高，若采用拓?fù)洧?，將產(chǎn)生巨大的損耗，因此將其排除。
對于拓?fù)銲，Ⅱ，若Rs取值很小，損耗也會(huì)非常嚴(yán)重，因此Rs必須取較大的阻值，使系統(tǒng)工作在弱吸收狀態(tài)。在此狀態(tài)下RsCs越小，Uc越小，因此選擇Cs容值時(shí)應(yīng)盡可能小，但必須保證Cs的容量足以吸收尖峰電壓。通過實(shí)驗(yàn)，綜合考慮吸收效果和發(fā)熱情況，Rs選取10 kΩ／50 W的鋁殼電阻，Cs選擇4700 pF／1 kV的高頻吸收電容。為彌補(bǔ)吸收效果的不足，在RCD吸收旁并聯(lián)RC吸收電路，R選擇10kΩ／50W的鋁殼電阻，C選擇4700pF的高頻吸收電容。
在選定參數(shù)情況下，次級RCD吸收電路采用拓?fù)銲，Ⅱ，Ⅲ的Rs10 min溫升分別為15℃，18℃，55 ℃；Uc分別為960 V，938 V，930 V?？紤]吸收效果和電阻的發(fā)熱情況，選擇拓?fù)洧蛭针娐贰?br />
3 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
圖4為優(yōu)化后的主電路。DC／DC變換器的輸出功率為1 kW，輸出電壓為500～650 V，根據(jù)P=UI，可得Io為1．54～2 A。輸入電壓為24 V，波動(dòng)范圍為18～30V，可得初級電流有效值為33．3～55．6A。可見初級工作在低壓大電流狀態(tài)，次級工作在高壓低電流狀態(tài)，器件的選型就是基于該計(jì)算結(jié)果。

選擇150 A／100 V的MOSFET作為開關(guān)管，二極管選用FFPFF10F150S，其主要參數(shù)10 A／1．5 kV，變壓器匝比為3：100，Lf=6 mH，G選1μF／1 kV的CBB電容。C1選擇1 000μF／100V的電解電容，C2選擇200μF／1 kV的電解電容。