移相全桥方案参数设计.docx

《移相全桥方案参数设计.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、3．高频变压器计算3.1变比的计算为了减小整流桥单元的电压应力，本项目选择高频变压器的结构为一个原边绕组和五个副边绕组，五个副边绕组分别经整流桥输出的电压串联组成逆变器所需的直流电压，具体结构如图13所示。为了提高高频变压器的利用率，减小开关管的电流，降低输出整流二极管的反向电压，从而减小损耗和降低成本，高频变压器原副边变比尽可能地大一些。为了在输入电压范围内能够输出所要求的电压，变压器的变比应按最低输入电压Uin(min)选择。选择副边的最大占空比为Dsec(max),则可计算出副边电压最小值Usec(min)为其中，Uo(max)是输出电压最大值，为893.2V，UD是输出整流二极管的

2、通态压降，为1.5V，U（rec）f是输出滤波电感上的直流压降，约为0.2V。故变压器副边电压最小值原副边变比K=Uin(min)/Usec(min)=380V/1054.6V=0.36。图13.变压器原副边连接示意图3.2．磁芯选择磁芯选择比较通用的方法是面积乘积法。它是磁芯截面积与线圈有效窗口面积的乘积。对于全桥电路，假定在最低输入电压时，最大占空比为0.8，开关管导通时间为0.8Tsw，效率η=80%，线圈铜填充系数为0.4。则面积乘积公式上式中Po是变压器输出功率，为10kVA/(90%×95%)=11.695kVA(变频电源每相输出功率为10kVA，考虑工频逆变电路的转换效率为9

3、0%，不控整流的转换效率为95%)，f是变压器工作频率，为20kHz。Bmax为磁通密度摆幅，取为0.20T。代入以上数字计算得，AP=131.9cm4。磁芯选择NCD公司的EE型铁氧体磁芯，材料为LP3，磁芯结构示意图如下图14NCD公司EE系列铁氧体磁芯结构示意图根据所计算的AP值对比NCD公司的磁芯规格，考虑留一定的尺寸裕量，最终选择EE110铁氧体磁芯。表3NCD磁芯规格磁芯型号A/mmB/mmC/mmD/mmE/mmF/mmAe/mm^2Aw/mm^2Ap/cm^2EE11011055.5363674.23812961451.6188.1274EE10010060282871.5

4、46.57842022.75158.5836EE858545.531.526.65531837.9880.473.768723.3．原副边匝数和绕组线径计算（1）确定原副边的匝数变压器的副边匝数可由下式确定：取整数为52匝，根据变压器副边对原边的变比K=0.36，可得原边匝数为NWp=18.7匝，取整数为19匝。（2）确定绕组线径考虑高频逆变器的转换效率为90%，不控整流的转换效率为95%，则不控整流电路输入功率P（rec）in=10000VA/（5×90%×95%）=2339.18VA。原边绕组电流最大值为：取绕组导线电流密度为J=3.5A/mm2，则原边绕组导线最小截面积为：20kHz

5、开关频率下铜导线的穿透深度为式中，ω=2πfsw，ω为角频率，fsw为开关频率，μ为铜导线的磁导率（在真空中μ=4π×10-7H/m），γ为铜导线的电导率，γ=58×106/（Ω·m），穿透深度Δ的单位为m。为了更有效的利用导线，减小集肤效应的影响，一般要求导线线径r小于2倍穿透深度，即r≤2Δ。代入数字计算得,20kHz开关频率下铜导线的穿透深度为4.67×10-4m，则变压器原边绕组导线线径r≤0.934mm。由原边导线最小截面积计算得铜导线线径为由于原边电流较大，因此采用0.15mm的铜箔绕制，所用铜箔的宽度为10.35mm2/0.15mm=69mm＜2F=76mm。副边绕组流过的电

6、流的最大值副边绕组导线最小截面积为：选取铜导线的直径该数值大于2倍的穿透深度，因此可以选择2股外径为0.78mm（铜芯标称直径为0.72mm，铜芯截面积为0.4072mm2）的漆包线进行绕制。（3）窗口面积校核根据工程经验，EE系列磁芯元件的填充系数应小于0.5。线圈在磁芯框架两端共留10%不绕线。因此磁芯框架的有效长度：原边线圈总厚度Hp=Dp×dp+(Dp-1)×a，a为层间绝缘厚度，导线直径在0.2mm以上的可采用0.06mm厚的绝缘纸。Dp=NWp=19代入数字计算得Hp=3.93mm。副边每层可绕匝数需绕的层数Ds=NWs/Ns=52/38.81=1.34，取整数为2。副边线圈厚

7、度Hs=Ds×ds+(Ds-1)×a，a为层间绝缘厚度，导线直径在0.2mm以上的可采用0.06mm厚的绝缘纸。代入数字计算得Hs=1.62mm。所有线圈总厚度H=Hp+Hs×5=12.03mm因为H<(E-D)/2=18.1mm，所以该磁芯满足设计要求。4．移相全桥电路参数设计移相全桥电路示意图如图15所示。图15.移相全桥电路示意图4.1．隔直电容的参数计算隔直电容除了可以将电路中的直流成分滤除，防止高频变压器饱和外