本想着没做个双管正激,想弄个600w的,,,,但是目前看来暂时是没这个机会了,,,,,,
所以做了一个12v 30a的双管正激,,,,,
只是画了画原理图,pcb,在实测了哈,没什么理论分析(肚子里没货就这样),,,,,,
帖子稍长,大多都是屁话,,如果里面对你有需要的,可以参考
V2版原理图
pcb布局
最终测得效率
驱动变压器参数如原理图
主变压器参数实测ae=178,初级38圈,次级6圈,vcc3圈,三明治饶发,vcc在次级后面,电感量4mh,,,,,
输出电感33,125铁硅铝,1.2线*4绕14圈
接下里是ccm 的pfc,设计,对于第一个输入端的cbb电容,打算用2个1uf并联
按着ncp1653里面的规格书一步步设计就是个不错的选择NCP1653_300W_PFC_设计程序.pdf
不过我比较喜欢自己的模式,,,
采用100khz频率的ncp1653
Pfc提供:600/0.9/0.85=784w
Pfc取到780w
开始pfc电感设计:
最大输入电流:780w/90v=8.72a
输入峰值电流:8.72a*1.414=12.33a
电感纹波电流一般0.15到0.3
这里取0.3
那么mos的峰值电流=12.33+0.15*12.33=14.18a
根据L=Vin*D/(纹波电流*F)
D=(VOUT-1.414*VIN)/VOUT=(400-90*1.414)/400=0.682
L=1.414*90*0.682/(12.33*0.3*100000)=234uh
对于这个这个电感,如果用普通的磁芯来做,我习惯用NP=L*Ipk/(B*AE)来计算
手里还有1个 铁硅铝:77254 39.9*24.1*14.5mm
而对于铁硅铝做电感,我一般是依靠一个文档来设计参考
首先根据电感量和最大峰值电流得到一个磁能,,,,,,,,,,,
让后他把磁芯磁能于电感量下降率的关系做了一个表格,,,,,,
可以看出我的磁能和他上面表格写的最接近的参数是电感量下降为最开始的20%
那么234uh/0.2=1170uh
这个磁环的电感系数为168nh/每圈的平方
这样可以算出最终的实际圈数为=根号下(1170/0.168)=83.45圈,实际取80圈
对于输入电流擦不多9a。那么铜线肯定不会少,手里就那么几种,就使用1.2mm的铜线,拼命的绕80圈,应该是可以的,,,,
使用这个表格做的电感重来没有失手过,,,,那位仁兄可以反推一哈,。。
由于大雨把我们地区的电线干爆了,这两天一直处于无电状态。。。。
现在开始说说双管正激的设计,,,,
首先是驱动变压器的设计,打算采用的结构如下:
驱动变压器打算采用EI22
每一路驱动电路设计为1a。那么原边需要稍微大点的三极管,打算采用2sd882和2sd772
至于圈数,可以先来一个简单的计算 NP=10000*VIN*DMAX/(F*B*AE)=10000*12*0.5/(65000*0.2*0.42)=11圈
为了保证激励电流比较小,那么需要的电感量要大点,2mh,我感觉差不多,那么要达到2mh的圈数NP2=根号下(2000uh/2.4uh)=28.8圈,取到30圈
变比是1:1;1,由于驱动平均功率较小,所以驱动线采用0.25mm。原边采用0.35mm,2个驱动绕组采用三重绝缘漆保险,绕组结构采用0.5NP--驱动(双线并绕)--0.5NP,这样既可以保证漏感较小,输出的驱动绕组最大程度上是一致的
现在来核算一哈哈,变压器是否绕的下
ee22的骨架:
骨架槽宽为18.2mm,如果是0.25线双线并绕,直径为0.5mm,18.2/0.5mm=36圈,那么一层绕30圈,问题应该不大,原边一层只需要15圈,肯定是绕的下的,只是不能密绕,不知道,绕出来以后漏感怎么样,,,,
在看看第一圈的槽深,一边的深度是,(15-8)/2=3.5mm,刚刚计算出只需要3层,0.25+0.35+0.35=1mm。。。。。。。好像搓搓有余,胶带搞的老厚也绕不满,,,当然这个可以加大线径,,,但是感觉确实没有那个必要
接下来是 正激变压器的设计,按公式,我们一步步来,,,,,,
输出40v 15a,600w,效率预设0.85,输入为370v-420v
1:AP=AW×Ae=(Ps×104)/(2×ΔB×fs×J×Ku)
Ps : 变压器视在功率 ( W )
Ps=Po/η+Po
Ps=600/0.85+600=1306W
J : 電流密度 ( A ) .取500 A/cm2
Ku: 窗口系数取0.3
AP=(1306×104)/(2×0.20×65000×500×0.3)=3.348 cm2
那么就找和3.348cm2差不多的磁芯,但是找了半天,木有看到,,,,,那就pq3535吧
AP=4.323 ,AE=196
那么现在来计算圈数,,,,,
第一步是计算变比
希望他在370v,满载输出时,占空比为0.4,那么370*0.4/42=3.524
第二部是原边圈数
NP=370*DMAX*10000/(F*B*AE)
=370*0.4*10000/(65000*0.2*1.96)
=58圈
次级圈数=58/3.524=16.48圈,如果把次级取到16圈,原边NP=16*3.524=56.3圈。取到56圈
第三部是线径的计算
IPK原边=Po / (η×Dmax×VIN) =600/(0.85*0.4*370)=4.769a
不可忽略的是原边电感那个激励电流,那么我希望最大峰值电流不超过5a,可以控制原边电感量和输出电感量
原边有效值电流 I有效=IPK*根号下(DMAX/3)=5*0.36514=1.825a
按经验0.55mm线过1a电流问题不大,所以原边采用0.55*2双线并绕。对于65k的频率,肌肤效应好像是在0.6个mm,0.55mm铜线应该能被完全利用
对于输出绕组的计算直接原边*变比=1.825a*3.524=6.43a 那么输出线用0.55*6跟
接下来是验算,骨架是否绕的下,这一步很重要!
绕发还是三明治,,
先看骨架槽宽为22.4mm,第一层为0.5原边,原边为双线0.55mm,28圈。0.55*2*28=30.8mm。。。。。。
超了,那么我还是希望一层能够绕下! 除了加大线径,好像没有啥办法,至于肌肤效应,先放一边不管,,,
那么预设一根0.7mm的线,先计算一哈0.7mm线能够多大电流 0.35*0.35*3.14*5=1.923a 好像可以
0.7mm线绕28圈,需要的宽度为0.7*28=19.6mm ,19.6mm/22.4mm=0.875.。。。。有那么点紧张,但是应该能绕的下
在计算一哈次级,次级是0.55线6跟并绕,那么0.55*6=3.3mm,一层宽度按有效20mm算。20mm/3.3mm=6.06,那么3层应该是可以绕完的,,,,,,
现在看一哈骨架的深度,一边的宽度为(31.5-17.3)/2=7.1mm
那么一共有5层漆包线,0.7*2+0.55*3=3.05mm。。。。。
一半都没用到,,,看来前面的计算有问题,,需要重新核算,,
比较合理的一个层数是8层,原边4层,次级4层
既然把次级分为4层,每一层还可以6圈,感觉6圈有点多,那么每一层绕5圈,4层就是20圈,原边圈数为20*3.524=70.48圈 每层绕17圈,17*4=68圈,最后一层19圈,就是刚好70圈
那么原边一层17圈,采用0.55*2双线的话,17*0.55*2=18.7mm。应该是可以绕下的,次级肯定没问题
那么这个时候才来核算一哈线包的深度 原边4层,0.55*4加上次级4层,总深度为0.55*8=4.4mm
考虑一哈层之间的绝缘胶质,7.1mm的深度应该能被有效利用,,
现在可以核算一哈磁芯的磁密度取的是多少,70/20=3.5的变比 370*DMAX/42=3.5 DMAX=0.397
么最终的变压器结构为
最后一个大件就是输出电感了,,
输出电流为15a。按20%纹波电流,3a。
最高电压420v的时候,占空比DMAX=3.5*42/420=0.35.。。。。
L=42*(1-0.35)/(65000*3)=140uh
峰值电流为15+1.5=16.5a
忘了还有一个激励电流那个没有计算,刚刚得出原边IPK可能在4.76a,那么激励电流按0.3a计算。
根据公式电感公式,得到L=VIN*D/(F*I)=370*0.397/(65000*0.3)=7.53mh
那么回头来看看,pq3535绕70圈的时候有多大的电感,,
重新计算,原边有效值:4.764*根号下0.397=3a
次级:3*3.54=10.6a
层数还是采用8层,初级用0.7线2根,一层14圈14*0.7*2=19.6mm
次级采用0.55线*9跟,一层4圈 4*0.55*9=19.8mm
深度0.55*4+0.7*4=5mm
还有一个小反激需要设计,,,手里有tmg0565,这个做个25w是没问题的,,,
设计输入电压90到265v,输出12v 1.5a,12v300ma,频率65k,工作模式dcm
求峰值电流:0.5*IPK*vin*DMAX*效率=P
最大占空比设为0.45 90v的时候,电容最低电压按100v设计,效率0.8
0.5*IPK*100*0.45*0.8=25W IPK=1.388A
求电感量:L=VIN*DMAX/(F*IPK)
100*0.45/(65000*1.388)=498UH 取500uh
求变比:VIN*DMAX/(13*(1-DMAX))=100*0.45/(13*0.55)=6.293
求原边圈数:磁芯采用pq2020 AE=62
NP=IPK*L/(B*AE)=1.388*5/(0.2*0.62)=55.9圈取60圈
次级圈数:60/6.293=9.534圈
把次级取到10圈,原边等于10*6.293=62.9圈,取63圈
求电流有效值,原边=IPK*根号下(DMAX/3)=1.388*0.387=0.537a
次级有效值=变比*IPK*根号下((1-DMAX)/3)=6.293*1.388*=3.73a
PQ2020骨架:
根据骨架槽宽12mm 和原边有效值电流0.537a来选择线径
0.35mm按5a电流计算可以流过0.48a的电流,那就是它了12mm的槽宽可以绕差不多34圈,,2层即可绕完63圈
次级输出分为2个绕组,一个是风扇供电,pfc,3843,预计最大电流在1.5a的样子,还有一路是供单片机部分的,所以风扇绕组用0.55*2的线,应该问题不大,单片机绕组用一根0.55线
联系客服