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AC/DC

使用SiC-MOSFET的隔離型準諧振轉換器的設計案例

變壓器T1的設計 其2

在前面的“變壓器T1的設計 其1”中,對下述計算步驟①~③進行了說明。本文作為“其2”來計算剩下的④~⑥,並結束變壓器T1的設計篇。

  • ①返馳式電壓VOR的設定
  • ②一次側線圈電感值Lp、一次側的最大電流Ippk的計算
  • ③變壓器尺寸的決定
  • ④一次側線圈匝數Np的計算
  • ⑤二次側線圈匝數Ns的計算
  • ⑥VCC線圈匝數Nd的計算
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在“其1”中也提到過,為了進行變壓器設計,必須推導出來的參數有:“鐵芯尺寸”、“Lp電感值”、“Np/Ns/Nd的匝數”。在“其1”中已經計算了“鐵芯尺寸”和“Lp電感值”。

變壓器設計所需的參數

變壓器鐵芯尺寸 EFD30(或替代產品)
Lp(一次側線圈電感值) 1750µH
Np(一次側匝數) 按步驟④
Ns(二次側匝數) 按步驟⑤
Nd(VCC匝數) 按步驟⑥

另外,賦予T1的條件為:輸出24V1A,VIN(DC)=300V~900V。

電路圖請根據需要隨時參考連結的電路圖

④一次側線圈匝數Np的計算

第4步是計算一次側線圈匝數Np。一般的鐵氧體鐵芯磁通密度B(T)的最大值在100℃時為0.4T,所以Bsat=0.3T。

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需要確認AL-Value-NI特性,並在不飽和區使用,以免引起磁飽和。確認時需要使用AL-Value-NI特性曲線圖。

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例如,假設Np=50匝,則

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進入飽和區。

設定一次線圈匝數,並避免進入該飽和區。

當Np=64匝時,則

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處於不飽和區。所以,確定為Np=64匝。

⑤二次側線圈匝數Ns的計算

接下來計算二次線圈匝數Ns。在“①返馳式電壓VOR的設定”中,已經求出Np/Ns=8,所以在此使用這個資料進行計算。

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⑥VCC線圈匝數Nd的計算

透過下列公式來求VCC線圈匝數Nd。設VCC=24V、Vf_vcc=1V。

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VCC的24V是該設計中使用的IC“BD7682FJ-LB”的VCC標準要求電壓。由於需要驅動SiC-MOSFET,因此閘極電壓(OUT引腳鉗位元電壓)需要18V(typ)。
至此,所需參數全部計算完畢。前表中加入數值後如下。

變壓器設計所需的參數

變壓器鐵芯尺寸 EFD30(或替代產品)
Lp(一次側線圈電感值) 1750µH
Np(一次側匝數) 64匝
Ns(二次側匝數) 8匝
Nd(VCC匝數) 8匝

最後是基於這些參數的變壓器設計案例。

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重點:

・分步驟計算變壓器T1的鐵芯尺寸、一次側電感值、各個匝數。

・可按照與設計篇第一篇“隔離型返馳式轉換器電路設計”相同的思路進行計算。


PWM返馳式轉換器設計範例