350-W、双相交错式预调节器设计评价

参数

最小值

典型值

最大值

V_IN

85 V RMS

110 或 230 VRMS

265 V RMS

V_OUT

374 V

390 V

425 V

V_RIPPLE

30 V

350 W 时的电流 THD

10%

350 W 时的 PF

0.95

满负载效率

90%

f_S

100 kHz

保持要求 (t_HOLD)

20 ms

f_LINE

47 Hz

50 Hz

60 Hz

图 5 功能结构图

　　3.1 升压电感的选择

　　Cooper Electronics 公司为我们的设计方案设计了200μH、CTX16-17309 升压电感。

　　3.2 输出电容的选择 (COUT)

　　选择输出电容有三个至关重要的标准，它们分别是保持能量、输出纹波电压以及RMS 纹波电流。方程式 16 和方程式 17 用于选择输出电容。方程式 16 根据保持能量要求选择输出电容；而方程式 17 则根据输出电压 (VRIPPLE) 的要求，决定电容的大小。设计人员应根据本设计方案选择方程式 16 和方程式 17 中的最大计算值。

　　同时，应根据电容器的容差，对其进行减载 (de-rate) 运行。下列方程式根据电容容差中 20% 的误差以及电容器使用寿命 20% 的变化，减载运行输出电容器。

　　升压电容器的 RMS 纹波电流可通过下列方程式计算得出。如果采用这些方程式，最好使用 MathCAD 或 MATLAB 设计工具。

　　3.3 FET 和二极管的选择

　　为了满足设计的效率要求 (η)，需要将功率预算 (PSEMI) 设置为 19 W。在半导体器件的选择方面，总是需要进行不断尝试，而且也会出现错误。因此，往往需要多次尝试，才能选择到符合设计方案要求的半导体器件。

　　3.4 二极管选择

　　为了减少转换损耗，我们采用了 CREE CSD10060 SiC 整流器。整流器中二极管的反向恢复电流接近于零。采用如下方程式来计算二极管的损耗 (PDIODE)、二极管的峰值 (IDIODE(peak)) 和平均电流 (IDIODE)。式中 Vf 为升压二极管的正向压降。设计方案中的这些二极管每只将消耗大约 0.6 W (PDIODE) 的功耗，那么两只二极管总共将消耗 1.2 W 的功耗。这样使得升压 FET 和辅助偏置电源将产生 17.8 W 的功率损耗。

　　3.5 根据 RMS、峰值电流以及估计的 FET损耗选择 FET

下列方程式用于估计 FET RMS 电流 (IFET(rms))，而升压 FET (PFE