90 %。如果輸入電壓為400Vd。，最大占 空比為46%時(shí)，對(duì)于雙管？麗平方型變換器的上管電壓應(yīng)力￥_ )1^必須高于60(^，下管電 壓應(yīng)力V_DS，須高于400V。電流等級(jí)IDSS設(shè)計(jì)：雙管PWM平方型變換器中，次級(jí)峰值電 流IP:心=/〇+*A，= 7 + 〇.245?7.3Z
[0032]所以初級(jí)電流IP=IP/n= 7. 3/3. 3 = 2. 2A
[0033] 考慮一定的裕量，IDSS必須大于4A，選擇使用IR公司生產(chǎn)的場(chǎng)效應(yīng)管IRFPE40。
[0034] 二極管的選擇：續(xù)流二極管D3和整流二極管04由于存在反向恢復(fù)時(shí)間的要求，所 以設(shè)計(jì)時(shí)需要選快速（FastRecovery)或者超快速恢復(fù)（Ultra-FastRecovery)二極管。 其具有反向恢復(fù)時(shí)間很短，一般在50ns左右；正向?qū)〒p耗?。航Y(jié)電容小等特點(diǎn)。根據(jù)半波 整流的特點(diǎn)，二極管反向電壓應(yīng)力VKKM: V.
[0035] 所以：VKKM= 121V，考慮二極管關(guān)斷時(shí)電壓尖峰，取VKEM= 200V。最大 代， 導(dǎo)通平均電流If(AV)>8A。選擇Vishay公司FEP30DP雙管超快恢復(fù)二極管。
[0036] 輸出濾波電容的選擇：為了保持輸出電壓恒定需要在輸出加入濾波電容，設(shè)計(jì)輸 出電容主要是滿足輸出電壓紋波在一定的范圍之內(nèi)，輸出電感的阻抗決定了輸出電流紋波 的大小，同樣電容的阻抗決定了輸出電壓紋波的大小。電容的阻抗是由三部分組成，它們是 等效電阻（ERS)、等效電感（ESL)以及電容C。
[0037] 對(duì)于電感電流連續(xù)工作模式（CCM)，電容的容值由電感紋波電流AI、開(kāi)關(guān)頻率fs r> A/ 以及輸出紋波電壓決定。下式為電容的計(jì)算表達(dá)式：4為輸出電感兩端 的頻率，等于初級(jí)開(kāi)關(guān)頻率。計(jì)算可知，0 470/yF，取C= 750yF。假定電容的容值足夠 大，那么電容引起的紋波電流可以忽略不計(jì)，電容等效電阻（ESR)必須滿足：= 所以要滿足ESR〈30hm，根據(jù)上面兩式可以確定輸出電容的容值及類(lèi)型。由于紋波電流通過(guò)ESR將引起功率損耗，并將增加電容的工作溫度和減小電容壽命，因此在選擇電容時(shí)盡量選 擇ESR值小的電容。ESL在數(shù)兆Hz處容易引起振蕩，因此需要選擇ESL小的電容。
[0038] 輸出濾波電感L2的選擇：輸出濾波電感L2中的電流是單一方向流動(dòng)的。流過(guò)繞組 的電流具有較大的直流分量，并且疊加一個(gè)較小的交流分量。流過(guò)輸出濾波電感L2的電流 是直流電流和鋸齒波電流甜之和，通常址將只占負(fù)載電流的5% - 10%，也就是說(shuō)，輸出濾 波電感。必須在直流磁化占主導(dǎo)的情況下工作，為使輸出濾波電感在大安匝數(shù)下不飽和， 需要在磁芯中加入氣隙。中小功率可采用環(huán)形鐵粉芯或鐵硅鋁作為磁芯。
[0039] (1)電感量Lf計(jì)算
[0040] 取電感量：Lf= 190yH。
[0041] (2)磁芯的選擇
[0042] 輸出濾波電感L2是儲(chǔ)能電感，所以磁芯必須有氣隙。一般選擇鐵粉芯（Iron Powder)或者M(jìn)MP磁芯。鐵粉芯結(jié)構(gòu)中有均勻的氣隙，它的初始磁導(dǎo)率很小，一般在100左 右。在該80WPWM平方型變換器的設(shè)計(jì)中選擇Micrometals公司T130-26環(huán)形磁芯。
[0043] (3)繞線匝數(shù)N，繞線匝數(shù)為：48匝。
[0044] 電容Q和電容(：2為 440V，120yF。
[0045] 二極管Di由于開(kāi)關(guān)頻率較高，同樣也需要采用快速恢復(fù)二極管。根據(jù)雙管PWM平 方型變換器的工作原理，電壓VKKM必須大于400V，電流IF(AV)大于3A。選擇Philip公司的 BYC10- 600超快恢復(fù)二極管。
[0046] 主功率變壓器即高頻變壓器的設(shè)計(jì)：根據(jù)雙管正激變換器特點(diǎn)，變壓器經(jīng)過(guò)計(jì) 算，磁芯結(jié)果參數(shù)如下：
[0047] (1)磁芯尺寸：ETD34,磁芯等效截面積：Ae= 97mm2,變壓器表面積：St = 47. 843cm2,線圈平均匝長(zhǎng)山二85. 4mm，磁芯窗口面積：Sw= 179. 08mm2,窗口寬度： (E-D) /2 = (25. 6-10. 8) /2 = 7. 4mm，窗 口高度：2XC= 2X12. 1 = 24. 2mm
[0048] (2)繞組匝數(shù)的計(jì)算：初級(jí)繞組取30匝。次級(jí)繞組匝數(shù)取9匝，啟動(dòng)繞組匝數(shù)取4 匝。
[0049] 繞制的時(shí)候，原邊繞組采用AWG30的導(dǎo)線，3匝并繞。啟動(dòng)繞組電流非常小，取單匝 繞組AWG34的導(dǎo)線，和原邊外層繞組并繞。在繞制過(guò)程中，原邊分為兩個(gè)繞組，繞制在最里 層和最外層，每個(gè)繞組15匝；副邊9匝，繞制在兩個(gè)原邊繞組中間.
[0050] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果：該變換器輸出電壓Vo= 12V，滿載（80W)輸出的情況下，效率可達(dá) 80%。同時(shí)該變換器可實(shí)現(xiàn)寬范圍電壓輸出，且輸出電壓對(duì)網(wǎng)壓波動(dòng)和負(fù)載波動(dòng)有很好的 適應(yīng)性，穩(wěn)壓精度可達(dá)0. 32%。PWM平方型變換器電源具有工作頻率高，輸出相同最低電壓 所需的最小占空比大，最大占空比可大于0.5等優(yōu)點(diǎn)，非常適合于要求寬范圍電壓輸出的 場(chǎng)合，為拓寬電壓轉(zhuǎn)換比范圍提供了一個(gè)重要的方案和途徑。
[0051] 以上所述僅是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施方式而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式 上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改，等同變化 與修飾，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：輸入電壓的正極、箝位二極 管D5的負(fù)極、二極管D 2的負(fù)極、輸入電感L i的一端連接在一起，輸入電壓的負(fù)極、二極管D : 的正極、箝位二極管D6的正極、開(kāi)關(guān)管Q2的一端連接在一起，輸入電感L :的另一端、電容C 1 的一端、開(kāi)關(guān)管Q1的一端連接在一起，電容C :的另一端、二極管D2的正極、二極管D i的負(fù)極 連接在一起，開(kāi)關(guān)管％的另一端、箝位二極管D 6的負(fù)極、高頻變壓器T i的一端、整流二極管 D4的正極連接在一起，箝位二極管D 5的正極、開(kāi)關(guān)管Q 2的另一端、高頻變壓器T i的另一端、 續(xù)流二極管D3的正極、電容C 2的一端、外部負(fù)載Vout的一端連接在一起，整流二極管D 4的 負(fù)極、續(xù)流二極管D3的負(fù)極、輸出濾波電感L 2的一端連接在一起，輸出濾波電感L 2的另一 端、電容(^2的另一端、外部負(fù)載Vout的另一端連接在一起。
2. 按照權(quán)利要求1所述寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：所述 開(kāi)關(guān)管％和開(kāi)關(guān)管Q 2為IR公司生產(chǎn)的場(chǎng)效應(yīng)管IRFPE40。
3. 按照權(quán)利要求1所述寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：所述 續(xù)流二極管D3和整流二極管D 4選擇Vishay公司FEP30DP雙管超快恢復(fù)二極管。
4. 按照權(quán)利要求1所述寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：所述 輸出濾波電感L2選擇Micrometals公司T130-26環(huán)形磁芯，繞線西數(shù)為48西。
5. 按照權(quán)利要求1所述寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：所述 二極管D1選擇Philip公司的BYClO - 600超快恢復(fù)二極管。
6. 按照權(quán)利要求1所述寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，其特征在于：高頻 變壓器1\磁芯尺寸：ETD34,磁芯等效截面積：A e= 97_2,變壓器表面積：St= 47.843cm2， 線圈平均匝長(zhǎng)：1^=85. 4mm，磁芯窗口面積：SW= 179. 08謹(jǐn)2,窗口寬度：7.4mm，窗口高度： 24. 2mm〇
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了寬范圍電壓輸出的雙管PWM平方型變換器，二極管D5的負(fù)極、二極管D2的負(fù)極、電感L1的一端連接，二極管D1的正極、二極管D6的正極、開(kāi)關(guān)管Q2的一端連接，電感L1的另一端、電容C1的一端、開(kāi)關(guān)管Q1的一端連接，電容C1的另一端、二極管D2的正極、二極管D1的負(fù)極連接，開(kāi)關(guān)管Q1的另一端、二極管D6的負(fù)極、變壓器T1的一端、二極管D4的正極連接，二極管D5的正極、開(kāi)關(guān)管Q2的另一端、變壓器T1的另一端、二極管D3的正極、電容C2的一端連接，二極管D4的負(fù)極、二極管D3的負(fù)極、電感L2的一端連接，電感L2的另一端、電容C2的另一端連接。有益效果是可提高PWM變換器工作頻率。
【IPC分類(lèi)】H02M3-335
【公開(kāi)號(hào)】CN204425189
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520165954
【發(fā)明人】孫寶文, 韋蘭英, 許海華, 吳云溪, 李光福
【申請(qǐng)人】廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院
【公開(kāi)日】2015年6月24日
【申請(qǐng)日】2015年3月21日