双正激变换电路设计模块

1、名 称双正激钳位电路设计规范第 12 页，共 12 页 双正激钳位电路设计规范规范编码： TS-C010201007版 本：V1.0密 级：机密华为电气研究管理部执笔人: 沈楚春页 数：共 11 页 双正激钳位电路设计规范2001年9月4日发布 2001年9月20日实施深 圳 市 安圣 电 气 技 术 有 限 公 司前言本规范于2001年8月10日首次发布。本规范起草单位：一次电源研究部本规范执笔人：沈楚春本规范主要起草人：张华建、方旺林、李洪文本规范标准化审查人：林攀本规范批准人：李其祥本规范修改记录：更 改 信 息 登 记 表规范名称:采用二极管箝位双正激变换器 规范编码: TS-C010

2、201007版本更改原因更改说明更改人更改时间目 录摘要.5缩写词/关键词/解释.51.来源.52.适用范围.53.规范满足的技术指标（特征指标）.54.详细电路图.65.工作原理简介.76.设计、调试要点.87.附录.11附录1.元器件明细表.12摘要 本规范介绍了采用二极管箝位双正激变换器主电路。该电路来源于一次电源的老HD4850电路，该电路具有控制简单，可靠性高，低成本的特点。关键词：二极管钳位，双正激电路缩略词解释：无 1.来源 本规范中的电路来源于一次电源老HD4850模块，已经在HD4850模块中得到了大批量的使用验证，与之相关的外围单元电路有电压环控制电路、UC3526AN控制

3、电路等。 2.适用范围 该单元电路可用于交流输入的中小功率整流模块中（1000-3500W），如一次电源25A、50A整流模块等。 3.规范满足的技术指标（特征指标）输入电压：385VDC400VDC输出电压：40VDC60VDC；输出电流：050A；变换效率：92%；其他指标符合邮电部入网标准。4. 电路图简化的双正激电路结构如下：图1 电路原理简图实际使用的详细电路结构如下：图2 HD4850电路原理图5.工作原理简介 见图1 V1和V2同时导通或关断。 导通时高压直流电压直接加在变压器原边绕组上。 同时 VD4导通，副边绕组把能量传递到输出端。同时变压器原边产生磁化电流。这个磁化电流使变

4、压器磁区储存能量，并且这个储存能量在关断瞬间产生反激作用。通过二极管VD1、VD2的作用，把反激能量回馈到电源中。由于二极管VD1、VD2导通， V1和V2电压都限在高压电源值上，因此称“钳位”作用。关断时，电感线圈L1建立电流，通过VD3导通，构成负载IL 续流回路。6.设计、调试要点输出功率Po=3100W；输入电压Vin：385VDC400VDC；输出电压Vout：42VDC58VDC；输出电流Iout：050A；电路开关频率f：70KHz；最大占空比Dmax：45%（90%）；变换效率：92%；主变压器计算：1） 变压器变比计算：输出电压考虑满载输出时电压58.5V， I50A，T25

5、时，VF1.7V，再加输出电感，共模电感，保险丝，取副边线路压降3.5V，则最高输出电压V0max58.5+3.5=62V 当直流电压为385Vn=2.82）变压器匝数计算：AwAe= =0.92B=1800GsJ=2A/mm k=0.2Dmax=0.45 Fs=70kHz则：AwAe=60 cm磁芯选取MAGNETICS 47313TC ，Ae=2.12cm ，Aw=11.9cm AeAw=2.12×11.9=25.2cm 三付磁环并 25.2 ×3=75.6 cm取B= 1800Gs, 则N1（d/dt）=Vin则： 7.7取 N1=22，N2=8，实际匝比为2.75

6、实际磁密 B=1770Gs3）变压器线规计算：变压器副边电流有效值为：Irms= ×50=34.5A 忽略励磁电流，原边电流有效值为：Iprms= =12.54A原边采用直径0.21mm×16根线，S=0.55，电流密度为4A/6股并绕；副边采用直径0.21mm×16根线，S=0.55，电流密度为5A/13股并绕；主开关管DC/DC输入电压最高为 Uin=400V MOSFET最大的承受电压为PFC输出电压，考虑20的尖峰电压余量，选择Vds>1.2Uin的MOSFET。取开关管电压为500V。若副边纹波电流取6A，激磁电流峰值取0.5A，则开关管中峰值电流

7、为：I=（50+6）/2.75+0.5=20.8A选取HATACHI公司的2SK1527 ( 500V，40A）导通压降为0.12V。磁复位二极管磁复位二极管的耐压为800V，流过电流为磁化电流 。 可选取MUR480（800V，4A，1.55V，75nS）。整流二极管与续流二极管1）整流二极管整流二极管耐压为：400/2.75 =145V最大电流为56A反向承受的电压为145V，为保证电压余量， 一般取1.2-1.5倍耐压的二极管。选取IXYS的DSEK30-06A（30A，600V，1.7V)两只并 作为续流二极管。2）续流二极管续流二极管耐压为：400/2.75=145V最大电流为 56

8、A反向承受的电压为145V，为保证电压余量， 一般取1.2-1.5倍耐压的二极管。选取IXYS的 DSEI3006A（37A，600V，1.7V) 两只并作为续流二极管。输出滤波电感设:fs=70KHz设i=Io×12%=6A60V输出时工作占空比为则 实际取L=80uH选用MAGNATICS铁硅铝磁环55867-A2 ，68nH/nAL=68nH/N2 ，OD=78.9mm，ID=48mm，Ht=13.97mm，l=20cm，A=1.77cm2 ，Wa=17.99cm2 L n=68×10×N实际取N=36匝，L=88uH=0.069T 工作磁密： Bmax=B

9、dc+ MAGNATICS铁硅铝磁环55867-A2饱和拐点磁密0.7T 实际计算最大磁密小于饱和磁密 采用直径0.21mm×16mm 8股并绕36匝。线的截面积为10，最大电流密度 为 5A/。 输出滤波电容 输出电压最大值为60V，选耐压63V铝电解电容。 设 Uo= 60mV ，设i= 2Io×12%=12A，T= 0.5 ×14.2uS = 426uF =5m 实际选用时，主要考虑ESR的要求。选取9个NICHICON 公司LXV系列的63V，1000uF的电解电容并联，单个电容ESR为40m ，在105，100kHz环境下加速纹波电流为2.2A。 实际ESR 40m/9=4.44 m小于 要求5 m吸收电路 1）主开关管吸收电路 选用RCD作为主开关管的吸收电路，电容耐压同开关管耐压。 设开关管关断时间为100nS，吸收电容充电时间为300nS，充电电流为励磁电流，其值为0.64A，则有=480pF 取两只470P电容并联 则：R=3.2K电阻的功率： =0.56W 吸收电容取1000V，470pF无感电容两只并，二极管取MUR180（1A，800V）， 电阻取100，10W 。2）整流二极管和续流二极管吸收电路 选用RC作为吸收电路，电容耐压同二