最近做一个420W的正激DCDC电源,输入电压的范围为DC60V~100V,输出电压24V,电流为18A,频率为200K,效率85%。分别作了两种变压器,且参数如下设置:
变压器的磁芯规格都旋转为EE42/21/15,磁芯参数如下:
计算变压器匝比及初次级匝数
匝比N=Np/Ns=(Vinmin×Dmax)/(Vout+Vf)
这里Vinmin=60V Dmax=0.52 Vout=24V Vf=0.6V代入式得
N=60×0.52/24.6=1.26
(1)验算最大占空比
Dmax=N×( Vout+Vf))/Vinmin=1.26 ×24.6/60=0.5166
(2)计算初次级匝数
Np=(Vinmin ×ton)/( ΔB ×Ae)
ton=0.52×(1/fs)=2.6us ΔB=0.18T Ae=178mm2代入式得
Np=(60 ×2.6)/(0.18×178)=4.38 取5匝
(3)计算次级匝数
Ns=Np/N=5/1.26=3.9匝 取4匝
(4)根据初级匝比验证最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.18T(Bs=0.39T)
(5)初级次级的匝比为5:4
如果按照下面的计算方法为:
首先设定Dmax=0.41
(1)匝比N=Np/Ns=(Vinmin×Dmax)/(Vout+Vf)
=60*0.41/24.6
=0.99 取1
取匝比为1,验算最大占空比Dmax
Dmax= N×( Vout+Vf))/Vinmin=0.4117
(2) 计算初级匝数
Np=(Vinmin ×ton)/( ΔB ×Ae)
=60*2.05/178*0.18
=3.8 取4匝
(3) 计算次级匝数
Ns=Np/N=4/1=4匝 取4匝
(4) 根据初级匝比验证最大占空比
ΔB=(Vinmin ×ton)/(Np×Ae)
=0.17T(Bs=0.39T)
(5)初级次级的匝比为4:4
上面两种计算方法仅是Dmax取值不同,产生的现象如下
(1)匝比为5:4的变压器,效果较好,而匝比为4:4的变压器,效果不是特别的好,现象为:a:开关管的漏极波行抖动,漏极波形的轮廓较粗,就好像是几个相同的波形相叠加的,当按下斯波器stop键时,就很正常。
b:变压器的磁芯很热,整个电源外壳都很烫,满载15分钟后,电源会过热保护,相反匝比为5:4的变压器整个外壳不是很热。
c:效率88%左右,而匝比为5:4的变压器的效率为90%左右。
匝比为4:4Vin=80V I=18A Vds的波形
匝比为5:4Vin=80V I=18A Vds的波形
开关管的漏极波行抖动,漏极波形的轮廓较粗的波形如下:
我的疑问为:
1. 为何匝比不同,结果相差那么大,究竟怎么选择变压器?
2. 开关管的漏极波形抖动,应该怎么解决?是否和温度高的现象有联系?
3. 占空比应该怎么设置比较好点?