最近做一個(gè)420W的正激DCDC電源,輸入電壓的范圍為DC60V~100V,輸出電壓24V,電流為18A,頻率為200K,效率85%。分別作了兩種變壓器,且參數(shù)如下設(shè)置:
變壓器的磁芯規(guī)格都旋轉(zhuǎn)為EE42/21/15,磁芯參數(shù)如下:
計(jì)算變壓器匝比及初次級(jí)匝數(shù)
匝比N=Np/Ns=(Vinmin×Dmax)/(Vout+Vf)
這里Vinmin=60V Dmax=0.52 Vout=24V Vf=0.6V代入式得
N=60×0.52/24.6=1.26
(1)驗(yàn)算最大占空比
Dmax=N×( Vout+Vf))/Vinmin=1.26 ×24.6/60=0.5166
(2)計(jì)算初次級(jí)匝數(shù)
Np=(Vinmin ×ton)/( ΔB ×Ae)
ton=0.52×(1/fs)=2.6us ΔB=0.18T Ae=178mm2代入式得
Np=(60 ×2.6)/(0.18×178)=4.38 取5匝
(3)計(jì)算次級(jí)匝數(shù)
Ns=Np/N=5/1.26=3.9匝 取4匝
(4)根據(jù)初級(jí)匝比驗(yàn)證最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.18T(Bs=0.39T)
(5)初級(jí)次級(jí)的匝比為5:4
如果按照下面的計(jì)算方法為:
首先設(shè)定Dmax=0.41
(1)匝比N=Np/Ns=(Vinmin×Dmax)/(Vout+Vf)
=60*0.41/24.6
=0.99 取1
取匝比為1,驗(yàn)算最大占空比Dmax
Dmax= N×( Vout+Vf))/Vinmin=0.4117
(2) 計(jì)算初級(jí)匝數(shù)
Np=(Vinmin ×ton)/( ΔB ×Ae)
=60*2.05/178*0.18
=3.8 取4匝
(3) 計(jì)算次級(jí)匝數(shù)
Ns=Np/N=4/1=4匝 取4匝
(4) 根據(jù)初級(jí)匝比驗(yàn)證最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.17T(Bs=0.39T)
(5)初級(jí)次級(jí)的匝比為4:4
上面兩種計(jì)算方法僅是Dmax取值不同,產(chǎn)生的現(xiàn)象如下
(1)匝比為5:4的變壓器,效果較好,而匝比為4:4的變壓器,效果不是特別的好,現(xiàn)象為:a:開關(guān)管的漏極波行抖動(dòng),漏極波形的輪廓較粗,就好像是幾個(gè)相同的波形相疊加的,當(dāng)按下斯波器stop鍵時(shí),就很正常。
b:變壓器的磁芯很熱,整個(gè)電源外殼都很燙,滿載15分鐘后,電源會(huì)過(guò)熱保護(hù),相反匝比為5:4的變壓器整個(gè)外殼不是很熱。
c:效率88%左右,而匝比為5:4的變壓器的效率為90%左右。
匝比為4:4Vin=80V I=18A Vds的波形
匝比為5:4Vin=80V I=18A Vds的波形
開關(guān)管的漏極波行抖動(dòng),漏極波形的輪廓較粗的波形如下:
我的疑問(wèn)為:
1. 為何匝比不同,結(jié)果相差那么大,究竟怎么選擇變壓器?
2. 開關(guān)管的漏極波形抖動(dòng),應(yīng)該怎么解決?是否和溫度高的現(xiàn)象有聯(lián)系?
3. 占空比應(yīng)該怎么設(shè)置比較好點(diǎn)?