RCD箝位正激变换器 毕设 中期(3)

第2章 RCD箝位正激变换器

（4）变压器导线

变压器副边电流有效值: I2?IoD?4.09A 变压器原边电流有效值:I1=I2=4.09A 选择铜导线J=4A/mm2 截面积Acu=I2/J=1.02mm2

查表选择导线d=1.18mm 漆包直径d=1.29mm 截面直径A=1.094mm2 30匝需要绕三层 每层10匝10×1.29=12.9mm<14.2mm

集肤效应是由通过导体的电流在其内部产生的磁场而引起的，如果电流的变化频率很高就会感应出交变的磁场从而产生出涡流。涡流叠加于主电流之上，其方向与主电流相反。导体的中心电流被抵消掉并移到导体的表面，电流密度从导体表面往中心呈几何指数地减小。变压器工作在20kHz，100摄氏度，穿透深度为：

??7.6?0.537f(2?14)Q=层厚度/Δ=1.74 查表得到FR=7.2 交流电阻太大，损耗变得很大。一般要求FR低于1.5。 使用多股绞线圆导线

选择导线直径小于两倍集肤深度d<2Δ=2×0. 537=1.074mm，查表选择导线d=1.00mm 漆包直径d=1.11mm 截面积A=0.785mm2

所需股数N=1.02/0.785=1.3 取N=2 2股并缠需要六层。 Q=层厚度/Δ=1.5 查表得FR=11.5 交流电阻更大 选用铜箔

考虑到爬升电压，取d=10mm的铜箔，厚度s=1.02/10=0.102mm Q=层厚度/Δ=0.102/0.537=0.2 查表得FR=1 满足要求。??

92.3 RCD箝位正激变换器的输出滤波电路

选择电流波动度δ=0.05 滤波电感:

L?R(1?D)?804?H2Fs??20

(2?15)第2章 RCD箝位正激变换器

选用PHILIPS铁氧体磁芯3C90，在一百摄氏度时Bs=340mT Br=60mT

?B?0.6?(340?60)?168mT(2?16)最后取为170 mT

L?I2Aw?Ae??7.4cm4?B?J?Ko(2?17)

选取E55磁芯 AeAw=9.8cm Ae=354mm 电流变化ΔI=5×0.05=0.25A 绕线匝数：

L(I?N?1?I)2?70.06?B?Ae4

2

(2?18)取为70匝

截面积Acu=Io/J=1.25cm2 集肤效应的穿透深度：

??2??0.467mm???o(2?19)选择导线d<2Δ=0.934mm 选择d=0.95mm 漆包线直径d=1.04mm 截面积A=0.709mm2

股数n=1.25/0.709=1.76 取股数为2 每层14匝 绕制10层 电压波动度为γ=1% 滤波电容：

C???26?F4R???FS(2?20)2.4 RCD箝位正激变换器二极管和开关管的选取

主功率开关管的选取

21

第2章 RCD箝位正激变换器

当Vi=18v时：

Vds?12N?54.27v0.67(1?0.67)(2?21)当Vi=36v时：

Vds?12N?54.27v0.33(1?0.33)P?4.17A?Vi(min)(2?22)最大电流:

I?(2?23)箝位电压的取值范围：

N?Uo?Uc?Uds?Uimax1?Dmax(2?24)根据已知算的：Uc>36.36v 当开关管电压应力为60v时 ： Uc=60-36=24v

小于箝位电压最小值 ，所以应该选开关管的电压应力为100v。选取IRFR120A。电压应力为100v，电流额定值为8.4A 。 箝位电压：

箝位电压应在36.36v与64v之间取值，选取箝位电压为50v。 二极管：

电感工作在电感电流连续的情况下，电感电流的最大值：

Imax?Io?2Uo?Toff?5?1?6AL二极管D1承受的最大电流I= Imax=6A 开关管关断时承受的最大反压U=Uc=50v 二极管D2承受的最大电流I= Imax=6A 开关管开通时承受的最大反压为U=Uimax=36v 选取IN4934 最大反压为100v 额定电流为30A。??

1022

第2章 RCD箝位正激变换器

2.5 RCD箝位正激变换器箝位电路的计算

变压器原边励磁电感:

?r??o?Ae?N12Lm??1500?Hl原边漏感：LK=2μh 。 箝位电阻：

(NUo)2Ts2NUoUcIoR?2Uc[??fsLk()2]?1?1014?LmNLmCs2(2?25)(2?26)取1000欧 箝位电容的选取：

在箝位二极管导通时，磁化电流对RC箝位网络充电，在箝位二极管关断时箝位电容以Uc/R的速率对R放电，箝位电压变化量可估算为：

?Uc?Uc?d(max)?TsR?Cc(2?27)取箝位电容电压纹波ΔUc/Uc=5%，则箝位电容为：

Cc?20d(max)?Ts?660?FR(2?28)2.6 本章小结

本章对RCD箝位正激变换器的工作原理进行了详细的分析，根据开关管两端电压的伏秒平衡方程和箝位网络的能量守恒推导出箝位电压，箝位电容，箝位电阻的计算方程式。确定出变压器变比，占空比的调节范围，进而根据已知参数选取变压器和滤波电感。对电路中二极管两端的电压电流进行分析，选取能够满足条件的器件。本章内容为电路的开环仿真提供了参数根据，为闭环仿真做了准备。

23

第2章 RCD箝位正激变换器

24