一種低噪高輸出電壓DC―DC變換器設(shè)計(jì)
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3 主變壓器設(shè)計(jì)
漏感是指沒有耦合到磁芯或其他繞組的可測量電感量。漏感的影響就像一個(gè)獨(dú)立的電感串聯(lián)在繞組的引線上一樣。它是導(dǎo)致功率開關(guān)管漏源極、整流二極管兩端電壓尖峰的原因。這是由于其磁通沒有被其他繞組匝鏈所致。
對(duì)于已經(jīng)選定的磁芯和計(jì)算好的繞組，可以根據(jù)式(1)估算漏感：
式中：K1是簡單的初級(jí)和次級(jí)繞組，一般取3，當(dāng)次級(jí)繞組是交錯(cuò)在初級(jí)繞組兩層之間時(shí)，取0．85；Lmt為整根繞線繞在骨架上每匝的平均長度，單位為in；nx為要分析的繞組所包含的匝數(shù)；W1為繞組的寬度，單位為in；Tins為繞組的絕緣厚度，單位為in；bw為制作好的變壓器所有繞組的厚度，單位為in。
從式(1)可以看出，對(duì)于好的變壓器設(shè)計(jì)來說，主要是要選擇中心柱較長的磁芯，可以使得繞組盡量寬；其次把繞組的匝數(shù)控制在最小程度，也可以有效地減小漏感，因?yàn)樵褦?shù)和漏感的關(guān)系是平方關(guān)系；另外繞組之間的耦合好壞對(duì)漏感也有較大影響，因此在繞制過程中要盡量使繞組之間耦合緊密。
由于輸出電壓較高，次級(jí)匝數(shù)也較多，例如采用MAG公司RM10的磁芯，次級(jí)要26匝，如果按照正常的全波整流方式，漏感引起的電壓尖峰會(huì)很高，因此在變壓器設(shè)計(jì)上結(jié)合輸出整流電路，設(shè)計(jì)優(yōu)化如下：
(1)變壓器的繞制采用“三明治”式繞法，即初級(jí)繞組先繞一半，再繞次級(jí)繞組，繞后再將初級(jí)繞組剩余的匝數(shù)繞完，并將次級(jí)繞組包裹在里面，這樣漏感最小，原理圖如圖1所示，變壓器繞制如圖2所示；本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/179189.htm
(2)次級(jí)分成兩個(gè)帶中間抽頭的繞組，每個(gè)繞組13匝(圖1中的n3，n4和n5，n6)，且n3，n4和n5，n6這兩個(gè)帶中間抽頭的繞組并聯(lián)繞制，這樣耦合效果最好。
4 輸出濾波電路的設(shè)計(jì)
圖1所示的整流濾波電路中，繞組n3和n4經(jīng)V1和V2以及L1，C1整流輸出65左右直流電壓，并完成第一級(jí)濾波；同樣n5和n6經(jīng)V3和V4以及L2，C2完成同樣的功能；R1、C3和V5組成第二級(jí)低通有源濾波電路，其中V5串聯(lián)在輸出電路中形成源極跟隨器，并通過R1和R2組成的比例器來設(shè)置工作點(diǎn)。
L3和C5，C6組成共模濾波器，主要濾除開關(guān)器件的開關(guān)尖峰引起的高頻共模噪聲。
根據(jù)公式(2)計(jì)算L1，L2的電感量：
式中：Vo為輸出電壓，單位為V；T為工作周期，單位為s；Io為額定輸出電流，單位為A。
評(píng)論