4.2 主电路开关器件的参数设计及选型 为了提高主电路的开关频率,减小滤波电感的体积,提高整体的效率,本文选择功率MOSFET作为主开关器件。变换器的最大输出功率Pmax为150W,最大输入电压Uinmax为40V,最大输出电压Uomax为60V,额定工作时输入电压为35V,留一定裕量取MOSFET的额定电压为100V,流过MOSFET的电流有效值为: (4.1) 为了提高变换器的转换效率,降低MOSFET的功耗和利于其散热,使逆变器额定工作时MOSFET的功耗小于1W。由于MOSFET开通和关断速度快,设开关损耗等于导通损耗,则其导通电阻: (4.2) 根据以上要求,本文选择了国际半导体公司的IRFB4110型的功率MOSFET,其额定运行电压为100V,导通电阻为4.5mΩ。 4.3 MOSFET驱动和缓冲电路设计MOSFET栅极驱动采用IR2102芯片,其内部有自举电路,栅极驱动电压范围宽(10~20V),施密特逻辑输入,低电平有效,可有效防止干扰,最高工作频率40kHz。 由于线路中漏感的存在,主开关管Q关断时,漏感和主开关管的结电容会在开关管上引起很高的电压尖峰,恶劣情况下会击穿开关管。为此,本文采用的RCD箝位式缓冲电路结构如图9主电路中D2、R1、C3所示。缓冲电路中箝位二极管选用FR306,箝位电容C3选用100V/100nF的无感电容,功率电阻R1用10Ω/2W。 图8 MOSFET增加缓冲电路前后漏-源极电压 图8为系统满载工作时MOSFET漏源极电压Vds波形,其中点画线为未加缓冲电路时的波形,其尖峰达到100V,实线为加了缓冲电路后的波形,其尖峰明显减小。
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