基于DSP通訊全橋開關電源的研究與設計

具體系統原理圖如圖2所示。
2)全橋變換器設計
全橋變換器電路如圖3所示。該拓撲中MOS管采用IRFB20N50，流過的最大電流為20A，最大電壓為500V。

3)驅動電路設計
驅動電路如圖4所示。PWM輸出與驅動芯片之間采用安華高公司生產的高速光藕HCPL一0710，它的速度可達到15M。驅動芯片采用國際整流器公司的IR2181，該芯片具有速度快，驅動電壓高等特點，特別適用于驅動MOSFET、IGBT等器件。
4)主變壓器的選擇
高頻變壓器是DC／DC變換器的核心元件，其作用有三點：能量轉換、電壓變換和輸入輸出之間的隔離。變壓器設計的好壞不僅影響變壓器本身的發熱和效率，同時也影響到開關電源的技術性能和可靠性。同時，許多其他主電路元件的參數設計都依賴于變壓器的參數。因此，在主電路拓撲確定以后首先應該進行的是變壓器的設計。其設計步驟為：a、變壓器匝比的計算；b、變壓器磁芯的選擇；c、繞組匝數的計算；d、繞組導線規格的計算。
(1)匝比的計算
設定K為變壓器原副邊匝比，Udc(min)為輸入電壓的最小值，Dmax為副邊最大占空比，Uo為輸出直流電壓，UD為輸出整流二極管的通態壓降，ULf為輸出濾波電感Lf上的直流壓降。考慮到移相控制方案存在副邊占空比丟失現象，選擇副邊最大占空比為0．85，Uin(min)為PFC輸出電壓的最小值380V，假設輸出整流二極管通態壓降為1．5V，輸出濾波電感上的直流壓降為0．5V，則可根據經驗公式

所以實際中取K=7
(2)磁芯的計算
在計算好匝比以后，可以根據以下經驗公式求解，Ae為磁芯磁路截面積；Ac為磁芯窗口面積；PT為變壓器傳輸功率；fs為開關頻率；△B為磁芯材料所允許的最大磁通密度的變化范圍；dc為變壓器繞組導線的電流密度；kc為繞組在磁芯窗口中的填充因數。并且我們將本設計中電源的參數代入求之得

根據以上的計算并根據鐵氧體磁芯生產產家提供的技術手冊，我們可以選擇PQ50／50磁芯，可以滿足要求。
其中Ap=14．2024cm4≥2．4cm4
(3)匝數的計算
選取好磁芯后，先計算副邊繞組匝數。

選定N2=4，根據匝比我們可以選定N1=28。
(4)導線規格的選擇
根據所計算的原副邊電流值，并考慮集膚效應，采用電流密度為4A／mm2的導線，可以計算得出所需導線的截面積為0．89mm2的，因此可以采用銅導線來進行繞制，通過分析計算可以得出，我們采用φ0．4銅線8股并繞28圈作為初級繞組，因副邊有兩組繞組，所以通過它的電流有效值為0．632Io=12．64，所以其繞組截面積為3．16mm2，所以采用φ0．4銅線26股并繞4圈作為次級繞組。
5)諧振電感設計
諧振電感用來實現滯后橋臂的零電壓開關，為開關管的零電壓開關提供足夠的能量。為實現滯后橋臂的零電壓開關，必須滿足

其中Lr是諧振電感，I是滯后橋臂開關管關斷時原邊電流的大小，CDS是開關管漏源極電容，Udc是母線直流電壓。