主电路详细设计计算书.DOCVIP

第二章 主电路详细设计计算书 第一节 输入EMI和软启动部分详细设计计算书 一、主要技术条件和输入输出接口 输入工作电压范围 323-475Vac 过压动作点485 ±10Vac；迟差：10－25VacVac 欠压动作点313±10Vac，迟差：10－25Vac EMI: 模块的传导到达EN55022的标准， 输出最大功率4400W 额定输入电压380Vac，输出48V，输出电流92A，效率输出效率大于92％。 模块最高静态耐压为500Vac 三、 设计中的变量说明 无 四、输入EMI和软启动部分计算过程 1.输入整流桥 模块的输出功率最大为4400W，由于电压输入模块效率比额定输入时电压低，因此效率假设为91%，功率因数最小为0.9，输入电压最低为330VAC，最高工作电压为440VAC，最高静态电压为500VAC，故： 整流桥承受的最高反压Vf＝500*1.414=707V。 输入的最大电流为， I=。 考虑电网的波动、浪涌、雷击等情况，采用1600V/35A的桥堆.参数1600V/35A/1.7V/卧式/28.5*28.5*10mm 。 假定输入滤波电感电流连续，则输入电感中的电流的平均值如下 Imax= 则所有整流桥的二极管的最大功耗为 W=14.13×1.7×2=48.042W 2.输出滤波电容 输入滤波电容在这里具有两个作用，一个是平滑输入电压，流过它的电流为300HZ的电流，对功率因数起决定作用，另一个作用是吸收后级DC/DC变换器的开关纹波电流。 后级DC/DC变换器的纹波电流，设计输入滤波电感的电流连续，近似取输出滤波电感的纹波电流有效值，最大值取2.2A，折算到原边为2.3A。 铝电解电容器-400V-680μF±20%-35*50-85℃ 电容能通过的纹波电流有效值为3.08A，在50K时的纹波电流为3.08*1.43， 采用6个串并联。 输入滤波电容、滤波电感量与输入功率因数关系很大，经过仿真研究，输入滤波电感为3mH左右，功率因数大约在0.90，输入滤波电感在5mH，功率因数大约在0.92，因此取L≥5mH，C≥680UF。 但输入电流在输入电源电压不平衡情况下会出严重不平衡现象，因此会造成电感纹波电流变大，甚至饱和，因此电容的纹波电流变大。为此必须增加电容量，试验证明，采用6个电容能满足设计要求，因此： 实际设计取：L＝7mH； C＝1020Uf。 输入滤波电感的直流电阻限制在30毫欧，其损耗为 W 第二节 DCDC部分详细设计计算书 一：工作条件 DC/DC变换器采用全桥移相控制：控制芯片为UC3895。 输入：DC400~650V 额定510V 最高输入电压：707V 输出：DC48V~68V @ 0~92A 最大输出功率4400W 最大占空比： Dmax=1（UC3895的最大占空比）,考虑MOSFET的关断时间及死区时间余量及移相的占空比丢失，取Dmax=0.9。 开关频率：fs=70kHZ 假定效率为91%。 二、变压器设计 1、变压器变比：考虑副边整流二极管的导通压降和输出滤波电感等线路压降为2V，输出电压最大约为68V。 2、磁芯的选取： 选取永磁公司，材质为DMR40P的磁芯，饱和磁感应强度为0.4T，考虑模块的软启动，ΔB取0.15T，全桥是2倍ΔB，电流密度J取4A/mm2=500A/cm2。 则Ap=Ae*Aw= 取 4400W η=0.92 3000Gs k=0.3 Fs=70k 0.9 采用双磁芯 EE55 Ae=708mm2；Aw=386.34mm2，Ap=27.35＞17.08, 满足要求。 变压器匝数计算： 取??B=0.3T 12.11 取Np=20T 则Ns=Np/N=4T 故实际N=Np/Ns=5 验证占空比： a.在最低输入，最高输出的情况下， Vin=400V时，Dmax== b.在最高输入，最低输出的情况下， V