3801电源设计计算书（正式）

1、工业电源硬件详细设计计算书艾默升网络能源有限公司模板编码：版 本：V1.0密 级：机密生效日期：页 数： 分布式基站电源详细设计计算书项目名称 ：_ _MPW300-28A 项目编号_ P050319_拟 制：_ 杨正龙、宋清亮 日 期：_2005-06-23_审 核(项目经理)：_高军_ 日 期：2005-07-01更 改 信 息 登 记 表设计计算书经过评审归档后,每次的更改都需要详细分析记录更改序列号更改项简要说明更改的内容更改说明详细分析更改的原因及更改的方法更改人更改时间一、 摘要二、 关键词三、 总体框图四、 输入部分（含防雷、EMI、软启动）输入保险输入压敏气体放电管EMI滤波器输入软启动电阻输入继电器输入高压采样输入损耗计算五、 PFC主电路部分PFC电感整流桥差模滤波电路PFC的MOS管和二极管PFC开关管电流取样电阻PFC输出电容PFC效率计算六、 PFC控制电路部分PFC反馈电压取样电阻输入交流电压取样电阻PFC电感零电流检测电阻补偿电容的选取PFC MOS管最小关断时间限制电路、最大导通时间限制电路PFC 缓起电路七、 原边保护电路基准电路交流输入过欠压保护电路

2、PFC输出欠压保护电路八、 双正激变换器主电路部分变压器原边开关管磁复位二极管副边整流、续流管输出滤波电感输出滤波电容输出电流采样分流器双正激变换器效率九、 双正激控制电路部分定时电路反馈电流峰值取样电阻稳压环与限流环输出过压保护十、 辅助电源主电路部分辅助源变压器辅助源原边MOS管输出整流二极管辅助源效率十一、 辅助电源控制电路部分定时电路电流反馈回路滤波电路电压反馈网络电压补偿网络分布式基站电源主电路设计计算书 V1.0说明： 目的：在设计计算阶段尽量使设计合理，及早发现并规避总体方案设计本身存在的隐患。使开发的产品更加有效、稳定可靠。基本原则：保证每个器件的参数都有根据，能够计算的一定要有计算数据，算不准的仿真，仿真也不准的，通过计算提供调试实验的依据，以后通过实验测试结果，计算相对值，决定参数更改的方向和大小。对于暂时计算和仿真均无指导意义的条目，请简要说明理由。表示该条目已被关注到了。关键部分：EMI滤波和环路调节器设计、极限状态下的应力校核、动态工作条件下的时序分析,输出常规指标的计算等。一、 摘要本文对分布式基站电源整流模块进行了详细计算，因为华为技术有可能会提高该模块功

3、率要求，因此PFC部分的输出功率按模块输出280W设计，DC-DC部分还是按照210W设计返回二、 关键词PFC，DC/DC，辅助源，控制，计算书返回三、 总体框图图一 模块实现方案返回四、输入部分（含防雷、EMI、软启动）（一）、本部分遵守以下公司规范（器件降额规范、CBB）和产品规格书：TS-C050501001UPS防雷电路设计规范TS-C010000001交流输入浪涌电流抑制电路设计规范TS-C110101001输入EMI电路设计规范分布式基站电源规格书（二）、具体的电路图，输入电压范围150290Vac，最大输出功率280W。图二 输入EMI滤波2、技术要求： 防雷要求： 输入端 L 线对 N 线、L 线对地 及 N 线对地均不低于5KA，8/20微秒冲击电流波形，正负各5 次，每次间隔1分钟(其中8/20指上升时间8us, 下降至一半时耗时20us)。 EMC要求：传导、辐射CLASS B（三）、具体的器件计算下表（表一）列出了本电路所涉及参数的定义及其数值。由于模块的输出功率随着环境的不同有多种可能，本文将以表1的数据为基础，在模块输出最大功率时的情况下进行设计计算。 最

4、大输入电压Vinmax290 V最小输入电压Vinmin150 V额定输入电压Vinnor220 V最大输出功率POmax280WPFC输出电压VO400V150V输入额定输出整机效率Z0.88220V输入额定输出PFC效率PFC0.97DC/DC效率D0.92表1 电路基本参数由此可以计算：PFC输出功率 POPFC=280/0.92305W正常工作最大输入电流有效值 额定输入电流有效值PFC电感电流的最大峰值 6APFC电感电流的最大有效值 2.45A输入保险当150Vac输入时，假定整机效率为88，输入工作电流达到最大值3A。若考虑实际容量为标称容量的75%，温度系数取为0.8，则I=3/(0.75*0.8)=5A考虑防浪涌，防雷选取250Vac，15A的有UL认证的慢熔保险丝（19040038），其公称冷阻值为0.003欧姆。损耗估计：最大工作电流 2.12A 额定损耗：最大损耗：返回输入压敏对于零、火线与地线间及零、火线间的压敏电阻，考虑到模块要求310V不损坏，因此至少需选用385系列的压敏电阻。考虑到各压敏电阻需承受5KA，8/20微秒冲击电流波形，正负各5 次，考虑20

5、%的裕量，因此该压敏电阻通流能力应不小于6KA。 查找网上现有器件，选择S20K385（620V/8KA）作为防雷压敏电阻。最大冲击电流：5KA额定残压：620V额定交流工作电压：385VAC返回气体放电管若需要，根据规格书要求计算气体放电管选型原则与压敏电阻类似，根据规格书：防雷指标为1.2/50us和8/20us混合波6KV/3KA ANSI IEEE，C62.41-1991，B3级，因此这里选用A81-A600X（600V/20KA）。参数：额定冲击放电电流/20KA 额定交流放电电流/20A 标称直流放电电压/600V返回EMI滤波器输入滤波器采用二级共模电感、一级差模电感。参考过去产品的EMI滤波器结构，采用图二所示的EMI结构。具体器件的选取需要依靠调试确定。目前估计额定总损耗为：0.113W,最大总损耗为：0.128W返回输入软启动电阻规格书规定模块最大启动冲击电流小于40A，考虑2S的充电时间，需：Rt/c2/150u13.3K再考虑到电阻的大小，选取 75欧/5W水泥电阻（07060070），3RC375150u33.75mS，启动最大冲击功率为：CU2/（23RC）

6、2902/（23R）187W查线绕电阻脉冲功率曲线得33.75mS时冲击功率系数为100，则电阻可以承受500W冲击，可以满足设计要求；返回输入继电器继电器最大冲击电流为，冲击功率为继电器最大工作电流为额定损耗：最大损耗：考虑模块工作温度条件比较恶略，选用250V/16A（11010098）的继电器。返回输入高压采样参考其他产品的经验，选用两个200K/2W电阻。 两个串联可以承受500V（有效值）电压，按最高输入电压为320VAC计算，电压降额45%，满足电压降额要求。低压损耗 满足功率降额要求额定损耗：返回输入交流电压采样电路整流二极管选取每路选用1N4007（1000V/1A）两个串联。该回路电流I=290*1.414/400K=1.025mA，可以忽略不计，电压满足降额要求。返回额定输入时损耗P=P保险P电感P取样电阻P继电器0.006+0.113+0.056+0.02=0.195W低压输入时损耗P=P保险P电感P取样电阻P继电器0.014+0.128+0.121+0.0450.308W返回五、PFC主电路部分（一）、公司规范（器件降额规范、CBB）、产品规格书:TS-C010

7、401006 DCM-CCM 临界控制的APFC电路设计规范分布式基站电源产品规格书器件应力降额规范（二）、1、技术要求：输入电压：150290VAC输出电压：400VDC输出功率：280/0.92305W效率： 0.95欠压保护300V,恢复点360V。2、具体的电路图如下：图三 PFC电路（三）、具体的器件计算PFC电感 由于电感工作在断续与连续边界方式，峰值电感电流：设最低工作频率为45KHz， tmax=22.22 uS 此时最低工作频率为：最高工作频率为采用磁芯PC40PQ32/30Z-12，其Ae161mm2 ，取Bmax=0.3T图四 磁心图示A1mmA2mmBmmocmm2DmmEmm2HmmC1mmAemmLemmVemm322227.513.4530.351921.30.32617055.59440则有 ，取N=46匝，副边取4匝正常工作时电感最大电流为6A100时R2KBD的Bs为0.39T，满足要求。材料用天通TP4A正常工作时，电感电流最大有效值为考虑100/100KHz时铜线的集肤深度为0.237mm，采用0.315铜线绕46匝导线截面积为0.07mm2。最大电流密度为2.3A/mm2，副边用0.32绕4匝核算是否能够绕得下：窗口面积是绕线总面积是填充系数是：48.8/1540.316 额定工作状态下，电感电流峰值为 有效值铜耗为额定工作状态下铁损为 额定损耗：150VAC时，电感电流峰值为 有效值为铜耗为铁损为 最大损耗：返回整流桥输入最大有效值电流： 其正弦半波平均值为 二端最大电压基本上就是PFC输出电压400左右，因此选取GBU8K800V/8A额定工作状态下损耗估计：输入电流则额定损耗：150Vac输入平均电流是1.91，则：返回差模滤波电路输入差模电感借用UT项目用的差模电感，编码为10011135，估计额定输入时，损耗为：0.3W低压150Vac输入时，损耗为1W返回PFC主管MOS管和输出整流二极管Boost电感、二极管的平均电流：二极管平均电流： 额定输入电压时Boost电感平均电流： 低压输入电压时Boost电感平均电流： 额定输入电压下MOSFET平均电流为：1.28-0.76=0.52A低压时MOSFET开关管的平均电流： 1.

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