推挽正激变换器中磁性元件设计.wps

上海航联科技有限公司 毕业设计（论文）一周报告 部 门： 机载部 姓 名： 工 号： 039 设计（论文）题目：推挽正激变换器中磁性元件设 计 指 导 教 师： 设 计 地 点： 上海航联电子科技有限公司 起 迄 日 期： 2013-1-29 按照老师上周的要求，自己也对之前学习的方法和内容进行了 调整。 我的设计题目是推挽正激变换器中的磁性元件的设计，所以我 先温习熟悉了老师所教的内容，对正激电路的主要原理写了一遍， 尤其是正激电路各个点的波形画了一遍，为设计推挽正激电路磁性 元件打下基础，我将正激电路的变压器和电感的计算方法又算了一 遍，同时思考推挽电路磁性元件的计算方法。 根据研究内容要求，这几天我主要看了推挽正激的原理和电路 波形的分析，同时对变压器的基本内容进行了系统的学习。 除此之外 按照老师的方法自己对静止交流器的 dcdc 前级驱动、基准正弦波产 生电路、电流滞环控制电路的波形用示波器测了并分析了一下。以下 是学习成果内容。 推挽正激 dc/dc 变换器的分析与实现：推挽正激式 dc/dc 变 换器是在传统的推挽 buck 型变换器中引入了箝位电容 cc。这里设 变压器初、次级绕组匝数分别为 n1=n2=n3，开关周期为 ts，每个 开关管的导通时间为 ton，功率开关占空比 d=ton/ts。为了便于分 析在一个 ts 内，推挽正激 dc/dc 变换器可分为 8 个工作模态， 后 4 个工作模态与前 4 个相似。 如 图 为 第 一 模 态 t0 时 刻 以 前 初 级 电 流 在 由 ui+n2ccn1ui- 构 成 的 回 路 中 环 流 ， 环 流 电 流 为 iloop=dio（n3/n1），在 t0 时刻，开关管 vs1 导通，其电流 in1 和 in2 迅 速 增 加 ， 二 极 管 vd1 ， vd2 的 电 流 增 大 ， 流 过 vd3，vd4 的电流减小，t1 时刻，流过 vd1，vd2 的电流增大到负 载电流，流过 vd3，vd4 的电流减小到零。 开关管 vs2 上的电压为 udsvs2=ui+ucc2ui。 在 t1 时刻，vd1，vd2 导通，vd3，vd4 截止。，in1，in2 继 续升高到 t2 时刻，vs1 关断，该模态结束。在该阶段，vs2 上的电 压仍然为 udsvs2=ui+ucc2ui。 在 t2 时 刻 ， vs1 关 断 ， vs2 的 反 并 二 极 管 导 通 ， ui+n1vs2 体二极管ui-构成回路，ccvs2 体二极管n2 构 成回路，in1，in2 迅速下降。vd3，vd4 导通，vd1，vd2 承受反 压，处于反向恢复状态。当 in1=in2 时，反并二极管变为截止， 该模态结束。开关管的漏源电压被箝位在 2ui 处。 在 t3 时刻，vs1，vs2 均关断，初次级绕组电压均为零，ui 向 箝位电容充电，输入电流等于环流电流。 负载电流由次级整流二极管 续流。开关管漏源电压均等于 ui。 推挽正激 dc/dc 变换器理想 ccm 模式、 临界ccm 模式、 dcm 模式时的稳态外特性分别为： uo=2duin3/n1 ig=4igmax2d（1- 2d） uo/ui=（4（2d)n3/n1 ）（ 4（2d）2+io/igmax） 箝位电容的大小： cc=po（1- 2d）ts4uiucc 为了减小开关管的电压应力，取 ucc10%ui。 推挽正激的次级绕组产生一对相位互差的方波脉冲，脉 冲幅值由输入电压以及初级绕组匝数决定。 次级绕组的脉冲宽度都相 同，由主输出回路的负反馈控制电路决定。 当任意一个开关管导通时， 对应半个初级绕组上的方波电压幅值为（），输入电 压。 变压器基础知识 磁感应强度b 是表示磁场内某点磁场强弱及方向的物理量。 磁通：均匀磁场中磁通 等于磁感应强度 b 与垂直于磁场方向 的面积与垂直于磁场方向的面积s 的乘积，单位是韦伯(wb)。 磁导率表示物质的导磁性能 磁场强度：磁场强度只与产生磁场的电流以及这些电流分布 有关，而与磁介质的磁导率无关，单位是安米 铁磁材料的磁性能：高导磁性：磁导率可达 102104，由铁磁 材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电流即可获得较大 的磁通。 ，由铁磁材料组成的磁路磁阻很小，在线圈中通入较小的电 流即可获得较大的磁通。磁饱和性：b 不会随 h 的增强而无限增强， h增大到一定值时，b 不能继续增强。磁滞性：铁心线圈中通过交变 电流时，h 的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中反复磁化， 在反复磁化的过程中，的大小和方向都会改变，铁心在交变磁场中 反复磁化，在反复磁化的过程中，b 的变化总是滞后于的变化总是 滞后于h的变化。 铁磁材料的类型：软磁材料：磁导率高，磁滞特性不明显，矫 顽力和剩磁都小，磁滞回线较窄，磁滞损耗小。 硬磁材料：剩磁和矫 顽力均较大，磁滞性明显，磁滞回线较宽。 矩磁材料：只要受较小的 外磁场作用就能磁化到饱和，当外磁场去掉，磁性仍保持，磁滞回 线几乎成矩形。 下面是推挽正激驱动电路各点波形： 这个波形是芯片脚，频率. 电压最 大值 电压最小值 图示为的脚