DC-DC变换器的设计方案
车载高频推挽DC-DC变换器设计方案

车载高频推挽DC-DC变换器设计方案0 引言随着现代汽车用电设备种类的增多,功率等级的增加,所需要电源的型式越来越多,包括交流电源和直流电源。
这些电源均需要采用开关变换器将蓄电池提供的+12VDC或+24VDC的直流电压经过DC-DC变换器提升为+220VDC或+240VDC,后级再经过DC-AC 变换器转换为工频交流电源或变频调压电源。
对于前级DC-DC变换器,又包括高频DC-AC 逆变部分、高频变压器和AC-DC整流部分,不同的组合适应不同的输出功率等级,变换性能也有所不同。
推挽逆变电路以其结构简单、变压器磁芯利用率高等优点得到了广泛应用,尤其是在低压大电流输入的中小功率场合;同时全桥整流电路也具有电压利用率高、支持输出功率较高等特点,因此本文采用推挽逆变-高频变压器-全桥整流方案,设计了24VDC输入-220VDC 输出、额定输出功率600W的DC-DC变换器,并采用AP法设计相应的推挽变压器。
1 推挽逆变的工作原理图1给出了推挽逆变-高频变压-全桥整流DC-DC变换器的基本电路拓扑。
通过控制两个开关管S1 和S2以相同的开关频率交替导通,且每个开关管的占空比d均小于50%,留出一定死区时间以避免S1和S2同时导通。
由前级推挽逆变将输入直流低电压逆变为交流高频低电压,送至高频变压器原边,并通过变压器耦合,在副边得到交流高频高电压,再经过由反向快速恢复二极管FRD构成的全桥整流、滤波后得到所期望的直流高电压。
由于开关管可承受的反压最小为两倍的输入电压,即2UI,而电流则是额定电流,所以,推挽电路一般用在输入电压较低的中小功率场合。
图1 推挽逆变-高频变压-全桥整流DC-DC变换器的基本电路拓扑当S1开通时,其漏源电压uDS1只是一个开关管的导通压降,在理想情况下可假定uDS1=0,而此时由于在绕组中会产生一个感应电压,并且根据变压器初级绕组的同名端关系,该感应电压也会叠加到关断的S2上,从而使S2在关断时承受的电压是输入电压与。
DCDC变换器的设计方案

DC-DC变换器的设计方案一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务:设计一个将220VDC升高到600VDC 的DC-DC变换器。
在电阻负载下,要求如下:1、输入电压U=220VDC,输出电压u=600VDC。
2、输出额定电流|;:=2.5A,最大输出电流Iomax=3Ao3、当输入山在小范围内变化时,电压调整率SV W2%(在匕=2.5A时)。
4、当|<在小范围你变化时,负载调整率SI W5%(在||=220VDC时)。
5、要求该变换器的在满载时的效率n±90%o6、输出噪声纹波电压峰-峰值U t)pp<1V(在Ui=220VDC,u=600VDC,[(=2・5A条件下)。
7、要求该变换器具有过流保护功能,动作电流设定在3A o8、设计相关均流电路,实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案主电路图1DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示,该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成;开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统,是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心,精确控制驱动电路,改变驱动电路的驱动信号,达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为DC600V降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC 变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC 变换器的工作原理。
图2(a )DC-DC变换器主电路图2(b )DC-DC 变换器主电路图2(a )是升压式DC-DC 变换器的主电路,它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成;图1(b )是用matlab 模拟主电路 DC220V出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
高可靠DC-DC变换器的设计

中图分 类号: N 0 T 79
文献标 识码 : A
文章 编 号 :0 6 6 7 ( 0 )3 0 3 — 4 10 — 9 72 80 — 0 4 0 0
出电压不稳 定 。而正激 式变换 器 的辅 助 电源绕组 正 向导 通 , 出绕 组短 路 时 , 输 脉宽 降到 最 窄 , 依然 能 够 向控 制 电路 提供 足够 的 电源 。故选用 正激式 变换 器 进行设 计
22 P M 控 制 电路 . W 221 i1 4P M 控 制 电 路 特 点 . S9 1 W .
De in fa hih ei b lt sg o g r la iiy DC-t -DC o v r e o c n e tr
YAO u — n S o— g pi
(ee p et e a m n,i We i l t ncMau wui o,t Xi 70 7,hn) D vl m n D p r e t o t X in Ee r i nf tr gC, d 105C ia j g co i n L,
摘要 : 用 P 应 WM 设 计 高可靠 D — C 变换 器 , 开 关频 率 更 高, CD 其 可达 lMH , z 这样 减 小 了储 能元件 的尺 寸 , 可采 用陶 瓷 电容 器 , 高 系统 的可 靠性 , 提 降低 了成 本 分析 了 S 14的工 作原理 , i 91 并给 出
Absr c : e h g ei b l y DC— o e t ri e in d u i g PW M . e DC-DC o v ro e t e t a tTh ih r la ii t DC c nv ro s d sg e sn Th c n e rf aur s t h g wic e u n y u o 1 ih s th f q e c p t r MHz u i g u ta ma li d c o sa d c r mi a a io s o i i mp o e sn lr -s l n u t r n e a c c p ctr .S t s i r v d r la lt , w o t he o e a in p i c p e o i 4 i n ls dTh p lc to ic i o e ibi yl c s. p r to rn i l fS 91 sa a y e . e a p iai n c r u t fDC— i o T 1 DC o — c n v ro c a 8 ipu ,5 5 o t u sg v n i h p r e t rwhih h s 2 V n t V/ A u p ti ie n t e pa e .
DCDC升压稳压变换器设计

DCDC升压稳压变换器设计DC-DC升压稳压变换器是一种常见的电源变换器,用于将低压直流电源(如电池)的电压升高为所需的高压输出。
本文将介绍DC-DC升压稳压变换器的设计原理、组成部分及其工作原理,并进行详细的分析和说明。
DC-DC升压稳压变换器设计的主要目标是将输入直流电压升压到所需的输出电压,同时保持输出电压稳定且具有良好的电流调整性能。
为了实现这一目标,设计者需要考虑以下几个方面:1.输入输出电压和电流:首先确定所需输出电压和电流的数值。
根据要求选择相应的元件和电路拓扑结构。
2. 拓扑结构选择:常见的DC-DC升压稳压变换器拓扑结构有Boost、Flyback和SEPIC等。
选择适合的拓扑结构需要考虑功率转换效率、元件数量和输入输出电流等因素。
3.元件参数选择:选择合适的功率开关管、电感、电容和二极管等元件参数。
元件的选择需考虑其工作频率、电流承受能力和输出纹波等因素。
4.控制电路设计:设计合适的开关控制电路,能够实现稳定的输出电压。
常用的控制电路有单片机控制、模拟控制和PWM控制等。
采用合适的控制方法可以保持输出电压的稳定性和动态响应性。
5.保护电路设计:为了保护DC-DC升压稳压变换器和被供电设备的安全,需要考虑过压、过流和短路保护等电路设计。
这些保护电路可以提高系统的可靠性和安全性。
在进行具体的设计时,首先需要确定输出电压和电流的数值要求,并进一步计算电路参数。
然后选择合适的拓扑结构和元件,并设计出合适的控制电路和保护电路。
接下来进行电路仿真和实验验证,对设计结果进行验证和调整,确保电路性能和稳定性。
最后对整个设计过程进行总结和文档记录。
综上所述,DC-DC升压稳压变换器设计是一个复杂而关键的过程,需要考虑多个因素并进行系统性的设计和调试。
通过合理设计和优化,可以得到稳定性好、效率高且尺寸小巧的DC-DC升压稳压变换器。
这些变换器可以广泛应用于各种电子设备和系统中,如移动电源、电动车充电器和太阳能系统等。
双向dcdc变换器设计的任务书

双向dcdc变换器设计的任务书任务书标题:双向 DC-DC 变换器设计1. 问题描述:在电力系统中,双向 DC-DC 变换器广泛应用于能量转换和电力的双向传输。
本项目旨在设计一个双向 DC-DC 变换器,实现直流能量的传输和转换。
2. 目标:设计一个工作稳定、高效和可靠的双向 DC-DC 变换器,满足以下要求:a) 能够在输入和输出电压不同的情况下实现双向能量传输;b) 输入电压范围:12V - 24V;c) 输出电压范围:5V - 15V;d) 输出电流范围:0-5A;e) 效率大于90%;f) 稳压精度:小于1%。
3. 设计要求:a) 选择合适的拓扑结构,如反激拓扑、升压降压拓扑等;b) 综合考虑功率器件的选择,如 MOSFET、IGBT 等;c) 考虑电路的控制方式,如电流控制、电压控制等;d) 考虑保护电路设计,如过流保护、过温保护等;e) 进行稳压控制设计,确保输出电压稳定在指定范围内。
4. 设计步骤:a) 进行理论分析,选择合适的拓扑结构和控制策略;b) 进行电路参数计算和选择器件;c) 进行电路原理图设计和 PCB 布局设计;d) 进行模拟仿真,验证设计的性能指标;e) 进行实际电路搭建和调试;f) 进行实验测试,验证设计结果;g) 进行设计总结和改进。
5. 设计工具:a) 仿真工具:如 LTSpice、PSIM 等;b) CAD 工具:如 Altium Designer、Eagle 等。
6. 时间安排:a) 理论分析和参数计算:1周;b) 电路设计和仿真:2周;c) 实际电路搭建和调试:2周;d) 实验测试和设计总结:1周。
7. 成果要求:a) 设计报告,包括理论分析、仿真结果、实验结果、总结和改进;b) 电路原理图和 PCB 布局图;c) 仿真和实验数据。
注:本任务书仅为一个示例,请根据具体情况进行修改和调整。
DC-DC变换器设计毕业设计

绪论一.开关电源概述开关电源(Switch Mode Paver Supply,即SMPS)被誉为高效节能型电源,它代表着稳压电源的主流产品。
半个世纪以来,开关电源大致经历了四个阶段。
早期的开关电源全部有分立元件构成,不仅开关频率低,效率高,而且电路复杂,不宜调试。
在20世纪70年代研制出的脉宽调制器集成电路,仅对开关电源中的控制电路实现了集成化;80年代问世的单片开关稳压器,从本质上讲仍DC/DC电源变换器。
随着各种类型单片开关电源集成电路的问世,AC/DC电源变换器的集成化才变为现实。
稳压电源是各种电子的动力源,被人称为电路的心脏,所有用电设备,包括电子仪器仪表,家用电器。
等对供电电压都有一定的要求。
至于精密的电子仪器,对供电电压的要求更为严格。
所谓的DC——DC直流稳压是指电压或电流的变化小到可允许的程度,并不是绝对的不变。
目前,随着单片开关电源集成电源的应用,开关电源正朝着短、小、轻、薄的方向发展。
单片开关电源自20世纪90年代中期问世以来便显示出来强大的生命力,它作为一项颇具发展和影响力的新产品,引起了国内外电源界的普遍重视。
尤其是最近两年来,国外一些著名的芯片厂家又竞相推出了一大批单片开关电源集成电路,更为新型开关电源的推广及奠定了良好的基础。
单片开关电源具有集成度高、高性价化、最简外围电路,最佳性能等指标,现已成为开发中小功率开关电源、精密开关电源及电源模块的优选集成电路。
二. 开关电源的技术追求1.小型化、薄型化、轻量化、高频化——开关电源的体积、重量主要是由储能元件(磁性元件和电容)决定的,因此开关电源的小型化实质上就是尽可能减小储能元件的体积。
在一定范围内,开关频率的提高,不仅能有效地减小电容、电感和变压器的尺寸,而且还能抑制干扰,改善系统的动态性能。
因此高频化是开关电源的主要发展方向。
2.高可能性——开关电源使用的元器件比连续工作电源少数十倍,因此提高了可靠性。
从寿命角度出发,电解电容、光电偶合器及排风扇等器件的寿命决定着电源的寿命。
DC—DC升压开关变换器设计

DC—DC升压开关变换器设计本设计设计了相应的硬件电路,研制了一款小功率开关电源。
整个系统包括主电路、控制电路、驱动电路、保护电路和反馈电路几部分内容。
系统主电路由Boost升压斩波电路和相应的滤波保护电路组成。
控制电路包括主电路开关管控制脉冲的产生和保护电路。
论文具体地介绍了主电路、控制电路、驱动电路等各部分的设计过程,包括元器件的选取以及参数计算。
本设计中采用的芯片主要是PWM控制芯片SG3525、光电耦合芯片PC817和半桥驱动芯片IR2110。
设计过程中充分利用了SG3525的控制性能,具有较宽的可调工作频率,死区时间可调,具有输入欠电压锁定功能和双路输出电流。
标签:SG3525,开关稳压电源,PWM,升压斩波1绪论近年来,随着电力电子学的高速发展,电力供给系统也得到了很大的发展。
同时,人们对电源的要求也越来越高。
在高效率、大容量、小体积之后,对电源系统的输入功率因数和软开关技术也提出了更高的要求。
电源是给电子设备提供所需要的能量的设备,这就决定了电源在电子设备中的重要性。
电子设备要获得好的工作可靠性必须有高质量的电源,所以电子设备对电源的要求日趋增高。
相对于线性稳压电源来说,开关稳压电源的优点更能满足现代电子设备的要求。
但是,由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化,开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新,实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术,并大幅提高了开关电源的工作效率,近年来国内外的专家学者提出了众多的电路拓扑,使得软开关技术成为电力电子技术研究的热点。
因此对于现代的开关电源功率交换技术的发展趋势,可以概括为:高频化、高效率、无污染和模块化。
2开关电源概况2.1开关电源基本拓扑结构开关变换器是电能变换的核心装置。
按转换电能的种类,可把变换器分为四类:①直流变换器(DC-DC),将一种直流电能转换为另一种或多种直流电能的变换器,是直流开关电源的主要部件;②逆变器(DC-AC),将直流电能变为交流电能的电能变换器,是交流开关电源和不间断电源UPS的主要部件;③整流器(AC-DC),将交流电转为直流电的电能变换器;④交交变频器(AC-AC),将一种频率的交流电转换成另一种频率可变的交流电,或者将一种频率可变的交流电转变为恒定频率的交流电的电能变换器。
DC/DC变换器的设计

DC/DC变换器的设计DC/DC变换器是一种电力电子设备,用于将一个直流电源的电压转换为另一个直流电压。
它在电子设备中广泛应用,例如电气车辆、太阳能发电系统和电视机等。
DC/DC变换器的设计需要考虑以下几个方面:1.输入电压范围:根据应用需要,确定所需的输入电压范围。
这有助于选取合适的输入滤波电容和保护电路。
2.输出电压和电流:确定所需的输出电压和电流,并计算所需的功率。
这有助于确定合适的变压器、开关管和输出滤波电容。
3.开关频率:选择适当的开关频率,以平衡系统效率和元件尺寸。
通常,高开关频率可以减小元件的尺寸,但也会增加开关损耗。
4.控制策略:选择合适的控制策略,例如脉宽调制(PWM)或脉冲频率调制(PFM)。
PWM控制可实现快速响应和精确的输出电压稳定性,而PFM控制则可实现高效和高功率因素。
5.过压保护和过流保护:设计合适的过压保护和过流保护电路,以确保系统在故障情况下可靠工作。
6.效率和温度管理:优化设计,以提高系统的能量转换效率,并采取措施来控制元件的温度,以保证长期可靠性。
7.噪声和EMI控制:设计合适的滤波电路和接地布局,以降低系统的输出噪声和电磁干扰。
8.反馈控制:设计适当的反馈控制回路,以实现输出电压的稳定性和动态响应。
9.元件选型和参数计算:根据应用需求,选择适当的开关管、变压器、电感和电容,并计算它们的参数,以满足设计要求。
一般而言,DC/DC变换器的设计可以分为几个主要步骤:确定电路拓扑,选择工作模式,计算各个元件的参数,进行电路仿真和稳定性分析,制作原型并进行实验验证,最后进行性能优化和可靠性测试。
总的来说,DC/DC变换器的设计需要综合考虑输入输出电压、电流、开关频率、控制策略、保护电路、效率、温度管理、EMI控制和反馈控制等因素。
通过系统性的设计和优化,可以实现高效、稳定和可靠的DC/DC变换器。
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一种模块化高效DC-DC变换器的开发与研制设计方案一、设计任务:设计一个将220VDC升高到600VDC的DC-DC变换器。
在电阻负载下,要求如下:1、输入电压=220VDC,输出电压=600VDC。
2、输出额定电流=2.5A,最大输出电流=3A。
3、当输入在小范围内变化时,电压调整率SV≤2%(在=2.5A时)。
4、当在小范围你变化时,负载调整率SI≤5%(在=220VDC时)。
5、要求该变换器的在满载时的效率η≥90%。
6、输出噪声纹波电压峰-峰值≤1V(在=220VDC,=600VDC,=2.5A条件下)。
7、要求该变换器具有过流保护功能,动作电流设定在3A。
8、设计相关均流电路,实现多个模块之间的并联输出。
二、设计方案分析1、DC-DC升压变换器的整体设计方案图1 DC-DC变换器整体电路图如图1升压式DC-DC变换器整体电路所示,该DC/DC电压变换器由主电路、采样电路、控制电路、驱动电路组成;开关电源的主电路单元、样电路单元采、控制电路单元、驱动电路单元组成闭环控制系统,是相对输出电压的自动调整。
控制电路单元以SG3525为核心,精确控制驱动电路,改变驱动电路的驱动信号,达到稳压的目的。
2、DC-DC升压变换器主电路的工作原理DC-DC功率变换器的种类很多。
按照输入/输出电路是否隔离来分,可分为非隔离型和隔离型两大类。
非隔离型的DC-DC变换器又可分为降压式、升压式、极性反转式等几种;隔离型的DC-DC变换器又可分为单端正激式、单端反激式、双端半桥、双端全桥等几种。
下面主要讨论非隔离型升压式DC-DC变换器的工作原理。
图2(a)DC-DC变换器主电路图2(b)DC-DC变换器主电路图2(a)是升压式DC-DC变换器的主电路,它主要由开关变换电路、高频变压电路、整流电路、输出滤波电路四大部分组成;图1(b)是用matlab模拟出的升压式DC-DC变换器的主电路图。
其中开关变换电路主要由绝缘栅双极型晶体管IGBT、储能电容C和RC 放电电路组成;高频变压器电路由一个工作频率为20KHz的升压变压器和一个隔直电容组成;整流电路部分采用桥式整流的设计方案,由四个快速恢复二极管构成,实现将逆变产生的纹波电流变换为直流方波电流;输出滤波电路采用LC滤波电路的设计方案。
电路的工作原理是:直流电压经过Q1~Q4 组成的全桥开关变换电路,在高频变压器初级得到高频交流方波电压,经变压器降压,再全波整流变换成直流方波,最后通过电感L、电容C组成的滤波器,在R上得到平直的直流电压。
全桥直流变换器由全桥逆变器、高频变压器和输出整流、滤波电路组成,也属于直流-交流-直流变换器。
当控制信号为高电平时,开关管Q1/Q4导通,开关管Q2/Q3截止;当控制信号为低电平时,开关管Q1/Q4截止,开关管Q2/Q3导通一正一负,相间交替,实现了将直流电流逆变为锯齿纹波的功能。
3、DC-DC变换器稳压原理通过输出电压的关系式可以看出,在输入电压或负载变化,要保证输出电压保持稳定时,可以采用两种方案。
第一可以维持开关管的截止时间TOFF不变,通过改变脉冲的频率f来维持输出电压的稳定,这便是脉冲频率调制(PFM)控制方式DC-DC变换器;第二可以保持脉冲的周期T不变,通过改变开关管的导通时间TON,即脉冲的占空比q,以实现输出电压的稳定,这就是脉宽调制(PWM)控制方式DC-DC变换器。
由于目前已经有各种型号的集成PWM控制器,所以DC-DC变换器普遍采用PWM控制方式。
图2 DC-DC 稳压电路的组成图3是DC-DC升压稳压变换器的原理图,它主要有采样电路、控制电路(比较放大、误差放大)、驱动电路组成。
其稳压原理是:假如输入电压增大,则通过采样电阻将输出电压的变化(增大),采样和基准电压相比较通过比较放大器输出信号去控制控制电路输出脉冲占空比q的变化(减小),结果可使输出电压保持稳定。
反之,当输入电压减小时,PWM控制器输出脉冲占空比q也自动变化(增大),输出电压仍能稳定。
三、主要单元电路设计1、DC-DC变换器主电路设计该升压电路结构选择图1所示的电路。
该变换电路设计主要是确定关键元件:输出滤波电容C、电感L、开关管IGBT和二极管D。
(1)输入滤波电容的选择输入滤波电容是电解电容,主要是滤除低频波,平滑直流输出电压,减小其脉动,通常电容的电容值是从控制纹波的角度考虑的,但是直流220V的蓄电池输入无法确定其纹波,我们现在假设其是经过三相交流桥式整流得到的DC220V电压。
图(3.1)MATLAB 仿真图图(3.2)MATLAB 仿真波形因为经过电容滤波之后,电压会升高,所以把整流后的有效直流电压设置为低于220V 。
本设计从能量的角度估算电容值,在电压脉动的过程中,电容不断的充电和放电。
滤波的电容的输出即为后续电路的电源。
在电压变化过程中电容吸收的能量为:为了保证即使在最低输入电压时,也能保证额定的输出功率,根据能量守恒定律,在半周期内输出的能量等于电容从谷点电压充电到峰值电压储存的能量。
最低输入电压:峰值电压:谷点电压: 效率:η(假设效率为90%)三相整流后的脉动频率为3f 每个周期中输入滤波电容提供的能量为:J J P f P T W in in 1.119.0105.150313130=⨯⨯⨯=•=•=η每半个周期中输入滤波电容提供的能量为:2in W 于是得 ()2min 2min 0212in pk in U U W C -= 则:uF U U W C in pk in 35.8431972281.11222min2min 0=--= 这样计算出来看似很大,其实不然,从另一个方面说,220V 蓄电池的输出电压也不可能是这样脉动的,所以这个电解电容的选取要使用经验值。
我们结合电路设计的参数要求和现在市场中生产厂家所生产的有极性电解电容型号,最终选择使用两个450V/470μF 的电解电容并联来滤除输入电源中的低频波。
由于电解电容无法吸收加在其两端的高频分量,所以还要在输入直流端并联上无极性的陶瓷电容,0.3~0.5uF.陶瓷电容有体积小,容量大、耐热性好、价格低等优点。
(2)输出滤波储能电感设计由上图可知流过电感的电流波形图如下图所示当负载电流减少,直到负载电流减小到 ()12min 021I I I I -== 此时电流波形图如下: 斜波电流的最低点正好降到零,在这个最低点处,电感电流为零,储能为零。
如果负载电流进一步减小,电感将进入不连续工作状态,电压和电流的波形,以及闭环传递函数将发生较大变化。
于是们在输出端加上一个“死负载”,让输出端的电流始终保持0I >(m in)o I 保证其使电路在期望的负载电流范围内工作与连续模式。
同时,电感的选择应保证直流输出电流为最小规定电流时,电感电流也保持连续。
通常最小规定电流约为额定负载电流的10%。
由上图可知,电感电流斜波为:12I I dI -=因为当直流电流等于电感电流斜波峰—峰值一半时,进入不连续工作模式,则 21.0120(min)0I I I I -==对于电感: dt di Lu = →Ludi di = 所以 LT U U L T U dI on on L )(01-== 其中on T 为产生一个脉冲电压时开关管的开通时间由图可知,对于全桥变换器2T T on <,当dc U 最小时,使1U 最小时on T 不需要大于28.0T 就可以输出所需的0U而 TT U U on 210= 则 102U T U T on =于是 (min)10(min)228.0U T U T T on == (假设0(min)125.1U U =)带入得()()(min)00001228.025.1I L T U U L T U U dI on =•-=-=整理为 (min)0005.0I T U L =如果假定最小电流为额定电流的1/20则有 1UmH H I T U L o12600105.11050600360=⨯⨯⨯==- 计算电感量为12mH ,实际选择20m H/5A 的电感。
电感自己绕制。
设计电感参数:直流电流:16.67A, 交流电流:A I I 125.02010==∆ 纹波频率:20KHz需设计电感量:L=20mH铁芯材质:硅钢片叠片铁芯形式:C 型温升:25度 (3)输出滤波电容设计 输出滤波电容的选择满足一些特性,并非理想电容,它可等效为寄生电阻和电感与其理想纯电容的串联。
称为等效串联内阻,称为等效串联电感。
一般的,如果考虑串联扼流圈的纹波电流幅值,我们总希望这个纹波电流的大部分分量流入输出电容,因此输出电压的纹波由输出滤波电容、等效串联电阻和等效串联电感决定。
对于低频(低于500KHz )纹波电流,可以忽略,输出纹波主要由和决定。
是大电解电容,因此在开关频率处,由产生的纹波电压分量小于由产生的纹波电压分量。
因此在中频段,输出纹波接近等于的交流纹波电流乘以。
有两个分别由和决定的纹波分量,由决定的纹波分量与电感斜波峰—峰值(-)成正比,而由决定的纹波分量与流过电流的积分成正比。
为了估算这些纹波分量并选择电容,必须知道的值,而电容厂家很少直接给出该值。
但从一些厂家的产品目录可以知道,对很大范围内不同电压等级不同容值的常用铝电解电容,其的值近似为F Ω⨯-61080~50。
(3)开关管的选择开关管VT在电路中承受的最大电压是U0,考虑到输入电压波动和电感的反峰尖刺电压的影响,所以开关管的最大电压应满足>1.1×1.2U0。
实际在选定开关管时,管子的最大允许工作电压值还应留有充分的余地,一般选择(2~3)1.1×1.2U0。
开关管的最大允许工作电流,一般选择(2~3)II。
开关管的选择,主要考虑开关管驱动电路要简单、开关频率要高、导通电阻要小等。
本设计选择N沟道功率场效应管IRF3205,该器件的VDSM=55V,导通电阻仅为8mΩ,IDM=110A,完全满足设计要求。
(4)续流二极管的选择在电路中二极管最大反向电压为U0,流过的电流是输入电流II,所以在选择二极管时,管子的额定电压和额定电流都要留有充分大的余地。
另外选择续流二极管时还要求导通电阻要小,开关频率要高,一般要选用肖特基二极管和快恢复二极管。
本设计选用MBR10100CT,其最大方向工作电压为100V,最大正向工作电流为10A,完全满足设计要求。
2、DC-DC变换器控制电路设计DC-DC变换器控制电路选用集成PWM控制器TL494构成,调制脉冲的频率选择50kHz,选择振荡电容CT为1000pF,电阻RT为22kΩ即可满足要求。
脉冲采用单端输出方式,将13脚接地,为了提高驱动能力,从内部三极管的集电极输出,并将两路并联,即将8、11脚并联接电源(即输入电压UI),9、10脚并联,该端即为脉冲输出端。