最近做一個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,且參數如下設置:
變壓器的磁芯規格都旋轉為EE42/21/15,磁芯參數如下:
計算變壓器匝比及初次級匝數
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)驗算最大占空比
Dmax=N×( Vout+Vf))/Vinmin=1.26 ×24.6/60=0.5166
(2)計算初次級匝數
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)計算次級匝數
Ns=Np/N=5/1.26=3.9匝 取4匝
(4)根據初級匝比驗證最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.18T(Bs=0.39T)
(5)初級次級的匝比為5:4
如果按照下面的計算方法為:
首先設定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,驗算最大占空比Dmax
Dmax= N×( Vout+Vf))/Vinmin=0.4117
(2) 計算初級匝數
Np=(Vinmin ×ton)/( ΔB ×Ae)
=60*2.05/178*0.18
=3.8 取4匝
(3) 計算次級匝數
Ns=Np/N=4/1=4匝 取4匝
(4) 根據初級匝比驗證最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.17T(Bs=0.39T)
(5)初級次級的匝比為4:4
上面兩種計算方法僅是Dmax取值不同,產生的現象如下
(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,現象為:a:開關管的漏極波行抖動,漏極波形的輪廓較粗,就好像是幾個相同的波形相疊加的,當按下斯波器stop鍵時,就很正常。
b:變壓器的磁芯很熱,整個電源外殼都很燙,滿載15分鐘后,電源會過熱保護,相反匝比為5:4的變壓器整個外殼不是很熱。
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
開關管的漏極波行抖動,漏極波形的輪廓較粗的波形如下:
我的疑問為:
1. 為何匝比不同,結果相差那么大,究竟怎么選擇變壓器?
2. 開關管的漏極波形抖動,應該怎么解決?是否和溫度高的現象有聯系?
3. 占空比應該怎么設置比較好點?