移相全桥参数

1、输入电压 Vn mod : 270VD(± 20%输出电压V0 : 60V输出电流Io mod : 25A变压器的设计1原副边匝比为了降低输出整流二极管的反向电压， 降低原边开关管的电流应力，提高高 频变压器的利用率，高频变压器原副边匝比应尽可能大一些。 为了在输入电压围 能够输出所要求的电压，变压器的匝比应按输入电压最低时来选择。 设副边最大 占空比为0.425，此时副边电压为乂:VsecminVoVdVLf2D73.176 (V)(4.1)emax其中，V。为变换器的输出电压，Vd 1.2V为副边整流二极管的导通压降，VLf 1V为输出滤波电感寄生电阻在变换器额定输出时的直流压降

2、，Demax为变压器副边的最大占空比变压器的原副边匝比为：KVin modmin270 (1 20%)2 95°Vsecmin73.1762选磁芯初选新康达锰锌软磁铁氧体铁芯 EE42A其A 235mm23确定原副边匝数 匝数确实定可以先确定原边，也可先确定副边，但由于原边的电压是变化的,可根据输出是固定的来先确定副边匝数 2，由电磁感应定律有：将 Vo 60V，fsNs2椒100 103Hz，Bm 0.15T，A(4.2)235mm2代入上式有:604 100 103 0.15 235 10 6K Ns 11.75，取 Np 12匝,4.2553取Ns 4匝，又由Np4导线的选取导

3、线应根据导线的集肤效应的影响来选取导线的线径，即根据穿透深度的大 小来选取线径，导线线径应小于两倍的穿透深度 ，穿透深度根据下面的公式计 算：Np为变压器原边匝数。2 fs , r 1 , o 4 107H/m ,58 1 06/ m)，经过计算，可得0.1975 mm导线直径d应小于2，所以应选厚度小于0.375 mnt勺铜皮，选取电流密度为J 3.5A/mm2，变压器原边的导电面积:SpP0JVnmodmin1.5 1033.5 270 (1 20%) 85%22.334mm所以原边选用一层0.15 20mm2的铜皮绕制。此处Vin modmin为模块输入电压的最小值同理，变压器副边绕组的

4、导电面积为用0.25 20mm2的铜皮一层绕制。Ss1 o modJ、2253.5225.05mm，实际选5窗口面积核算变压器的原副边都采用铜皮绕制，所以只需核算一下磁芯的窗口宽度即可。窗口中铜皮的厚度为原副边的铜皮厚度之和：12 0.15 0.25 4 2 3.8 mm小于 EE42A的窗口长度8.75mm所选磁芯完全适合。输出滤波电感的设计1.电感值的选取滤波电感的经验设计是使电感电流的脉动为额定输出电流的20%，也就是说要使电感电流为额定输出的10%时电感电流是临界连续的，因为每个模块的额 定输出为25A，所以应设定电感电流输出2.5A时电感电流是临界连续的，那么 有：Lf| 11TsV

5、in modmax / KVoVo2Lf1(4.4)VQ2fs IVinmodmax/K(4.5)假设考虑整流管压降Vd和输出滤波电感寄生电阻而引起的直流压降 VLf，那么:LfVinmodmax/K Vd(4.6)其中Vn-mod max是模块输入电压的最大值。将Vo 60V、fs 100 1。'HZ、K 3、Vin modmax 270 (1 0.2)V、Vd 1.2V、VLf1V、 I 5A 代入上式，可计算得Lf 26uH。2.滤波电感的设计 滤波电感的设计步骤:1根据功率容量和工作状态，选用EE42磁芯，磁芯的有效导磁面积为2Ae=182mm。2初选气隙d=1.7mm根据公式

6、：LAd可得绕组匝数N=13.9，取N=14，那么实际气隙d=1.72mm3核算磁芯最高工作磁密Bm。根据公式：(4.7)BmoNId(4.8)其中I1 o modiLf /2 27.5A，可得 Bm=0.28T。EE42的饱和磁密 B=0.39T，Bm<B设计符合要求。4导线的选取。滤波电感电流有效值的最大值I Lf max Io-modLf/2 27.5A，取电流密度为4A/mm那么需要的导线截面积为 S ILf max/J 6.875mm2。考虑集肤效应，选用 0.35 0.2 mm的铜皮单层绕制。5窗口面积核算滤波电感用铜皮绕制，因此只要核算窗口宽度即可。需要的窗口宽度为0.35

7、 14mm=4.9nm小于EE42的窗口宽度8.75mm该磁芯符合设计需要。功率器件的选择1开关管的选择FB-ISOP组合变换器的开关管的电压应力 Vds为每个模块的输入电压，是总的 输入电压的一半，可得Vdsmax Vn modmax 270 1.2 324V，电流应力J为每个模 块输出电流折射到原边的电流值，可得 lsmax Iomod/K 8.33A，考虑裕量，可 选用 IXYS 公司的 IRFP460500V/20A。2输出整流二极管的选择变压器副边采用全波整流，因此输出整流二极管承受的电压为两倍的变压器 副边电压，二极管的最大电压应力 Vdmax=2Vin诅讪二2 270 1+20%

8、=216V。Io mod (110%)219.445A， I o modmax 是母K3二极管最大电流应力Idmax为Io mo-maxV2个模块输出电流的最大值。考虑一定的电压电流裕量，选用IXYS公司的共阴极二极管 DSEC60-04AC 40M2 30A。谐振电感的设计1电感值的选取考虑到谐振电感的选用必须满足由于:Dlossmax2D°max1(4.9)2DVo Vd VLf2DemaxVTKin mod min选择选择最大占空比丧失为°864，因此 Dlossmax1Demax = 0.136，Dloss0.1，可以得到谐振电感量为:IVinLr_4Io modm

9、odmin KD loss6.48 H(4.10)s实际选取选择谐振电感为6.5 H o根据原理样机的性能要求，选IRF460作为主开关管，在Vdc = 25V时，其结 电容Co 870 pF o MOSFET俞出电容是非线性的，等效电容值与 V 有 Coss Co ,25/Vds 的关系29，因此：Coss 870 . 25/ 270265(pF)(4.11)滞后管开关时，变压器副边是短路的, 此为了实现软开关，必须满足下式：1 I 2L 4C V2 g 3由此，可以得到：实现软开关的能量只有Lr的能量。因2 mod(4.12)1 lag min8C V 23 ossVi n mod2.81

10、5(A)(4.13)此时对应的负载电流为2.815 3 8.445 (A)，是满载电流的33.8 %，也就是 说，当负载电流大于满载电流的33.8 %时，滞后管可以实现软开关。超前管的驱动信号之间的死区时间设置为td(lead)=200ns，在死区时间，将即将开通的超前管的结电容电荷全部抽光所需要的电流为：iCossn modhead mintd(lead)该电流对应于负载电流为0.358 3说，当负载电流大于满载电流的4.3%，2谐振电感的设计1) 根据功率容量和工作状态，选用Ae=111mm。2) 初选气隙d=0.5mm根据公式：L°N2Aed可得绕组匝数N=4.828，取N=5

11、,那么实际气隙d=0.54mm0.358(A)(4.14)1.073(A)，是负载电流的4.3%，也就是 超前管可以实现软开关。EE33磁芯，磁芯的有效导磁面积为(4.15)3核算磁芯最高工作磁密Bm。根据公式：Bm 弓4.16d其中 IIo mod iLf /2 /K 9.167A ,可得 Bm=O.1T。EE33 的饱和磁密 R=0.39T,Bm<R设计符合要求。4导线的选取。谐振电感电流有效值的最大值Irmax I 9.167A，取电流密度为4A/m矗 那么需要导线的面积为S Irmax / J =2.291m$这里选用励磁线每股为© 0.1的漆包2线100根绞制绕制，其导电面积为30.11000.785m命因此需要的股4数为