移相全桥参数计算

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介绍

在大功率服务器件中，为满足高效和绿色标准，一些供电设计师们发现使用移相全桥转换器更容易。这是| |因为移相全桥变换器可以在转换器原边获得零切换。这个应用程序的目的是设计报告审查的600W移相全桥变换器在电力系统中，利用TI的新UCC2895移相全桥控制器，并基于典型值。在生产设计需要修改的值最坏

情况的条件。希望这些信息将帮助其他电源设计者的努力设计一个有效的移相全桥变换器。

表1设计规范

描述最小值典型值最大值输入电压370V390V410V

输出电压11.4V12V12.6V 允许输出电压瞬变］600mV 加载步骤90%

输出电压600W

满负荷效率93%

电感器切换频率200kHz

3、功能示意图

4、功率预算

为满足效率的目标，一组功率预算需要设定。

^BUOGET =^OUT X 1 =45,2W

V H J

5、原边变压器计算T1

变压器匝比（al）:

VREF GNU

UPD

OUTA

CQMP QUIT HI

WTC

UL L AB oyrr&1*

DC LCD DUTE瞽

QELEF OUTF TT

TMiNl S-VNC M

mr GS15

RSUV WC1

□ cm ADELEF口

-jWTF I s srrec

估计场效应晶体管电压降（VRDSON ）:

V RDSON ~ 0*3 V

基于最小指定的输入电压时 70%的占空比选择变压器。

基于平均输入电压计算典型工作周期

（DTYP ）

("OUT 彳力整座N 0 66

(V|N - 2 兀

)

输岀电感纹波电流设置为输岀电流的

20%

需要注意在选择变压器磁化电感的正确数值 （LMAG ）。下列方程计算主变

压器

器运行在电流型控制。 如果LMA 太小，磁化电流会导致变换器运行在电压模式控制代替 peak-current 模式

这是因为磁化电流太大，它将作为PW 坡道淹没RS!的电流传感信号。

^2.76mH

图2显示了 T1原边电流（IPRIMARY ）和同步整流器Q 罰QF 电流对同步整流栅驱动电流的反应。注意 l （QE ） l （QF ） 也是T1的次级绕组电流。变量 D 是转换器占空比。

a1 =

N P

N s

3［二（¥N 和忡）x 口叱

=21

M OUT

P OUT X °隈

V OUT

= 10A

仃1）的最低磁化电感，确保变频

QA ・

=

b 評■赳毋/ (2 ：・刊1}

2~

=29.6 A

副边均方根电流(ISRMS2)，当电流通过变压器， QE QF 开通

Fifluce 2.71 Primarv and OE and QF FET Currents

计算T1次级均方根电流(ISRMS):

務二导匹+弩-

55A V OUT E

p

Al

二血

45A

S

心

2

晁2=民•却呼匚N SOA

副边均方根电流(ISRMS1)当能量被传递到副边：

^20 3A

IsRMEP

副边均方根电流（ISRMS3）引起的负电流在对方绕组随心所欲的时期 ，请参阅图2。

副边总均方根电流

（ISRMS ）:

计算T1原边均方根电流（IPRMS ）:

lP«AiL n 0.47 A

'lour

*PRMS1 " t ^MAX 、〔PF x U P 十

T1原边均方根电流（IPRMS1当能量被传递到次边

T1原边均方根电流（IPRMS2）当转换器

总T1原边均方根电流（IPRMS ）

lp RMS =Vlp R M S i 2 + lp RMS22-3JA

此设计一个Vitec 变压器被选中，型号75PR8107有一下规范

a1-21

-2.8mH

测量漏原边漏感：

L LK =4H H

变压器原边直流电阻：

DCRp^O.2151}

变压器副边直流电阻：

DCR s = 0.58£2

^36.0 A

t'pp L P

?

T ------------------------

3

17 A

'PP

«2.5A

W°A

!pRMS1 =

= 2,5A

：D

MAX )

估计转换损失(PT1)是铜损的两倍。(注意：这只是一个估计

，基于磁设计总损失可能会有所不同。)

印

2 x (G M 孑 x DCRp + 2 x l £w>ls 2 x DCR S 卜 7.0W

计算剩余功率预算：

^BUDGET - ^BUDGET 卩“筑 38.1 W

6、QA, QB, QC, QD FET 选择

本设计以满足效率和电压要求 ，20A 650 V,CoolMOS FETs 英飞凌被选择 Qa Qb Qc Qd 场效应晶体管漏源电阻：

RdHon 心=®-220£l

场效应晶体管输出电容指定F

Coss QA_SPEC 二 780pF

电压drain-to-source(VdsQA), 输出电容测量，数据表参数：

V dEQA =25V

计算平均输岀电容⑵:

C O SS_QA_A7G — C oss QA spEC

QA 场效应晶体管栅极电荷：

QA =15nC

激活栅场效应晶体管的门级电压 ：

V g = 12V

计算Qa 损失基于Rds 和门QA g

fc

Pg -

乂 R 昨 a +2X QA Q X V 3X -. 2JW

重新计算功率预算：

=

^BUDGET - 4 X Pg 去 29. 7 W

7、选择LS

计算(LS)是基于实现零电压所需的能量切换。这个电感需要能够消耗的能量开关的寄生电容节点。以下方 程选择LS 实现零电压在100%负荷降至50%负荷的基础上初级场效应晶体管的平均总输岀电容开关节点。 注意：可能比估计的有更多的寄生电容在开关节点， LS 估计可能需要调整根据实际寄生电容在最后的设

计。

为此设计一个26- pH Vitec 感应器被选为 60PR964零件号码。有以下规格。

"93pF

^aUDGET

V 八2

'pF _ 纠_PUT I

I 2 2xa1 J

L LK -26P H