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      多路輸出正激式變換器耦合濾波電感的設(shè)計

      作者: 時間:2011-02-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

        初級MOS管截止時計算量,占空比最?。―=0.25)時,對100kHz開關(guān)頻率,最大截止時間Δt=7.5μs,最大紋波電流ΔIm=6A(滿載電流的17%),則有:

      Lm=E·Δt/ΔIm=5.6×7.5/6=7μH(9)

        設(shè)5V端的漏感為700nH(7μH的10%),附加100nH的引線,則L12′為11nH(=100nH/n2),則IL的分配為:

      1:6A·11/(800+11)=0.08App

      歸一化2:6A·800/(800+11)=5.9App

      輸出2:5.9A/3=2App

        設(shè)最小負載電流(ΔI),

        輸出1:0.5A

        輸出2:2A

        最大輸出紋波(ΔU)要求

        輸出1:0.05V(輸出的1%)

        輸出2:0.15V(輸出的1%)

        則

      C1=(ΔI)/(8fΔU)

      =0.5/(8×105×0.05)=12.5μF(10)

      ESR1=ΔU/ΔI=0.05/0.5=0.1Ω(11)

      C2=(ΔI)/(8fΔU)=2/(8×105×0.15)

      =16.7μF(12)

      ESR2=ΔU/ΔI=0.15/2=0.075Ω(13)

        實際使用中,由于電解電容器的ESR與直徑有關(guān),實選:

      C1:10V,1000μF,0.1Ω

      體積(D×H):1.3cm×2.9cm

      C2:25V,470μF,0.07Ω

      體積(D×H):1.7cm×2.9cm

        對上述參數(shù)的試驗電路實測結(jié)果如下:

        輸入電壓220V,輸出1為5V、10A;輸出2為15.8V、3A。

        5V紋波Vpp=28mV,15.8V紋波Vpp=80mV?! ‘斴敵?為5V、10A負載時,輸出2為15.8V的負載從1A變?yōu)?A時,其電壓從16.0V變化至15.5V,紋波則在75mV~105mV之間變化。

      6幾點說明

        (1)由于繞制工藝的不同,漏感將在很大范圍內(nèi)變化,為控制2%~10%的漏感范圍,最好采用罐形或環(huán)形磁芯,雙線并繞,低壓繞組在里層,或“三明治”繞法,將低壓輸出繞組夾在高壓輸出繞組之間,低壓輸出的紋波將大大減小。

       ?。?)在前述的分析中,整流、續(xù)流對管不可能完全對稱,而兩路輸出的對管的正向壓降也會不同。這種不同只會影響輸出電壓的大小,而對紋波電流的影響,則可通過前述的“漏感”方法予以消除。

       ?。?)上述“漏感”方法有時不易控制,可以用匝數(shù)的小量變化獲得同樣的效果。對于紋波要求較小的那一路輸出的繞組匝數(shù),可乘以110或105的系數(shù)。

        如果另外加一個獨立的小電感,也可以獲得同樣的效果。

        (4)上述的分析是以兩路輸出同為正電壓進行的。如果一組輸出為負,則電感的同名端應(yīng)予變化。對于雙線并繞的情況,只要將一組繞組的出端與入端對調(diào)即可。只是這種對調(diào)使兩個繞組中的電流方向相反,因而會產(chǎn)生附加的紋波電流。所以實際的繞制工藝,應(yīng)一組采用順時針方向繞制,另一組采用反時針方向繞組,這樣可獲得最佳效果。

       ?。?)上述兩路輸出的分析也適用于三路或更多路輸出的情況。但首先要滿足電感的匝數(shù)比等于主變壓器的輸出繞組的匝數(shù)比,再考慮漏感對紋波的影響。

       ?。?)本文分析的電感的原理也適用于BUCK型的半橋及全橋拓樸。但對于輔助輸出再接另一級PWM穩(wěn)壓器或磁飽和穩(wěn)壓器的拓樸形式,則特性及紋波的改善并不明顯。


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