这个电源的规格比较奇怪，输入24~125V，我之前碰到过的宽范围输入是18~75V，输出24V，400W，带隔离。虽然奇怪，老大交代的任务要完成。
首先是拓扑的选择。可选的拓扑无非是正激、反激和桥式电路，半桥电路导致有效输入电压减小一半，全桥电路开关管比较多，自举驱动不好找，且占空比变化大不易优化；正激电路同样有占空比变化大的问题，从以前的同事得知反激电路比较适合与宽范围输入。同时考虑到反激电路功率做不大，输出电流不连续，输出纹波比较大，采样双相交错的方案，这样每相反激只需要承受200W，且输出电流纹波交错互补，减小输出电容的使用。根据这个要求选择UCC28220控制器和UCC27324驱动器。
接着是变压器设计。变压器设计需要找到一个切入点，我第一步确定最大占空比，可计算出初级和次级匝比；第二步根据变压器次级电流纹波计算励磁电感，反激变压器有时就像一个电感，根据次级最大电流、电感值和Bmax选择“合适”的次级匝数；第三步计算出铜损和铁损，铜损的计算参考《fundamental of power electronics》第三章，书里面推导出了绕组系数最优公式；第四步铜损和铁损的比例、常用磁芯规格核算第二步选择的次级匝数是否真的“合适”。
然后其他器件的计算。开关器件电压和电流比较简单，困难的是输入电容和输出电容的理论计算，建议使用仿真软件。
接下来就是画PCB，调试，碰到两个麻烦问题。第一是变压器漏感能量的吸收，为了调高效率，最开始选择LCD能量回馈型吸收电路，这种吸收电路能很好地降低开关器件电压上升斜率，但并不能很好地控制开关器件最高电压，否则会产生巨大的能量环流，降低效率。电压钳位型RCD却刚好相反，可以有效钳位开关器件最高电压，但是因为二极管的电导调制需要时间，导通阻抗刚开始比较大，导致出现电压尖峰。两种电路的结合可以提高效率0.5%~1%，代价是电路变得非常复杂，降低可靠性；第二个问题输出电压纹波比较大，因为电流并没有如想象般完美互补。解决这个问题的方法是更好的布板和使用CLC型滤波，当然后者会带来闭环稳定性的问题，只是项目没有走到那一步，因为个人原因离开的公司。
最后说下UCC28220的问题吧，第一是没有过流保护，只能限制峰值电流，希望打嗝式过流保护要外加电路，且希望全输入电压范围内有精确过流保护点是不可能；第二是关断控制器只能短路ss软启动脚。总的看来算是峰值电流型双相交错变换器简单的解决方案吧。非常感谢TI公司免费给我提高样品，速度很快，这一点非常值得称赞的。 |
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