當前位置:首頁 > 電源 > 電源
[導讀]通常情況下,設(shè)計隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器時遇到的最大阻礙便是變壓器設(shè)計,設(shè)計者往往因此望而卻步,從而選擇其它更簡捷的設(shè)計任務(wù)。利用市售的柵極驅(qū)動變壓器特性,就可以獲得四

通常情況下,設(shè)計隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器時遇到的最大阻礙便是變壓器設(shè)計,設(shè)計者往往因此望而卻步,從而選擇其它更簡捷的設(shè)計任務(wù)。利用市售的柵極驅(qū)動變壓器特性,就可以獲得四個單獨的隔離直流輸出。實際上,對于小功率DC-DC電源轉(zhuǎn)換,柵極驅(qū)動變壓器是個理想的選擇,因為這種變壓器已經(jīng)做了電壓和時間大乘積(ET或伏特微秒乘積)以及低漏電感的優(yōu)化。

一款高磁導率且在高開關(guān)頻率(FSWX)下有低損耗的磁芯可支持一般的10V~15V初級電壓,且在100kHz~500kHz開關(guān)頻率時有500ns~5μs的典型導通時間。該電壓和時間范圍正是DC-DC轉(zhuǎn)換器設(shè)計所需。同時,已經(jīng)針對低泄漏電感選擇了一種磁芯幾何尺寸以及繞組結(jié)構(gòu),以減少上升和下降時間,同時有低的振鈴。最后,所使用的線規(guī)足以讓DC-DC轉(zhuǎn)換器處理數(shù)10mA級的繞組電流,而沒有過多的銅線損耗。

Pulse Electronics公司的P0585柵極驅(qū)動變壓器含有五個繞組,每個繞組圈數(shù)都相同(參考文獻1)。其中一個繞組使用三層絕緣線(TIW),另外四個繞組使用標準繞組線。TIW繞組作為初級驅(qū)動,可獲得一個RMS為3kV的標稱主次級擊穿電壓。四個次級繞組之間的額定擊穿電壓并未確定,不過這種導線絕緣方式通常會用于離線電源情況,此時,各繞組之間的電壓可高達400V。

隔離式電源輸出提供了很大的靈活性。使用這種方式可以在不同地電勢情況下,更加方便地打斷接地環(huán)路,為遠程電路供電,并且簡化了對正負輸出電壓極性的選擇。下圖展示了這種變壓器的四個次級繞組,它們產(chǎn)生四個獨立的等電壓輸出。但這四個次級繞組可以有多種串/并結(jié)合,從而產(chǎn)生大量輸出電壓/電流的組合。

 

 

美信半導體生產(chǎn)的MAX13256H-橋電路變壓器驅(qū)動器(IC1)最適合用于此類應(yīng)用。它包含一個獨立的變壓器隔離DC-DC轉(zhuǎn)換器所需要的全部功能。其內(nèi)置FET可承受36V電壓,并配置為兩個獨立的推挽式輸出,以精確的50%占空比驅(qū)動變壓器的初級,避免了鐵芯飽和。該驅(qū)動器還包含可調(diào)的、強健的內(nèi)部限流功能,從而為輸出提供短路保護,且在故障排除之后能夠完美地恢復(fù)。該驅(qū)動也包含欠壓鎖定(UVLO)功能,在輸入電壓過低時阻止開關(guān)活動。[!--empirenews.page--]

增加的凌力爾特公司LTC6900時鐘源(IC2)用于精確地調(diào)整開關(guān)頻率。MAX13256本身有一個內(nèi)部時鐘,但是考慮到整個系統(tǒng)的兼容性或EMI原因,大多數(shù)用戶可能會更傾向于自己設(shè)定開關(guān)頻率。MAX13256支持使用一個外部TTL電平時鐘,而且其UVLO特性確保IC1的VIN極上升到導通閾值前,IC2就上電并運行。RSET的值決定了IC2的輸出頻率,該頻率設(shè)定為所需IC1開關(guān)頻率的兩倍。

上表中為開關(guān)頻率為100kHz和500kHz時,輸入電壓為10V、12V和15V情況下的測量結(jié)果。由于采用高開關(guān)頻率、低漏電電感及肖特基橋式整流器,即使用了低值(1μF)的表面安裝陶瓷輸出電容,輸出電壓的紋波也很小,不到20mV峰峰值。表中還給出了效率,以及因輸出未穩(wěn)壓而造成輸出電壓與負載電流之間的變動關(guān)系。如果需要更低的噪聲或者嚴格穩(wěn)定的直流輸出,可以使用線性穩(wěn)壓器來調(diào)節(jié)輸出電壓。

從這些測量結(jié)果可看出,滿載是產(chǎn)生500mA峰值初電流時的負載。這是當RLIM為1kΩ時的MAX13256最小限流閾值。一些設(shè)計者可能想在低于這些經(jīng)驗性的滿載電流水平上進行操作,從而獲得更多裕度,以防止虛假的大電流觸發(fā)。在較高開關(guān)頻率下可以看到輕載輸出電壓的提升,原因是:這是一種為求簡捷和高效而使用了較少阻尼器的設(shè)計。隨著開關(guān)頻率升高,產(chǎn)生了更多的漏電感能量,這些能量傳遞到次級繞組,提高了所測得的輸出電壓。

以下為檢驗該變壓器運行參數(shù)是否符合數(shù)據(jù)手冊規(guī)范的簡要說明。P0585變壓器有一個95Vμsec最大ET乘積。這個計算結(jié)果是初級繞組上施加的最大電壓與該電壓所持續(xù)最大時間(導通時間)的乘積。由于MAX13256是以精確的50%占空比驅(qū)動變壓器初級,最大ET乘積將出現(xiàn)在輸入電壓為15V時。在本設(shè)計中的100kHz最小開關(guān)頻率下,最長導通時間為5μs,所以最大ET乘積為75Vμsec,該值符合數(shù)據(jù)手冊規(guī)范。

 

 

峰值磁通密度規(guī)格為2100G。在計算峰值磁通,數(shù)據(jù)手冊中的方程式2A和2B均基于VIN和開關(guān)頻率。同樣,峰值磁通密度出現(xiàn)于VIN為15V且開關(guān)頻率為100kHz時。注意在方程式2A中,“DON”為50%占空比或0.5,而不是單位為微秒的時間。在這些情況下,所計算的峰值磁通密度為1512高斯,符合數(shù)據(jù)手冊中的規(guī)格。

運用變壓器數(shù)據(jù)手冊中的公式可計算出磁芯損耗。在100kHz時,損耗為0.468W,在500kHz時,損耗為0.117W,后者數(shù)值較小,原因是有較低的ET積。

運用變壓器數(shù)據(jù)手冊中的公式可算出銅線損耗為93.75mW。這個計算銅線損耗的簡化公式是基于繞組的I2R損耗,而未考慮繞組的趨膚或接近效應(yīng)。因此,這些簡化結(jié)果與頻率無關(guān),而是基于初級繞組中的±500mA峰值電流,以及四個次級繞組中各自的±125mA峰值電流。

使用變壓器數(shù)據(jù)手冊中的升溫公式以及上述計算的總損耗(100kHz下為561.75mW),可得預(yù)期變壓器的溫升為37.2℃。

本設(shè)計使用P0585柵極驅(qū)動變壓器,您也可以使用其他(更小的)市售柵極驅(qū)動變壓器,尤其是需要較少電壓輸出,以及較小電流的時候。只需要確保您參照本設(shè)計所述方法檢查了變壓器的最大Vμsec規(guī)范。

本站聲明: 本文章由作者或相關(guān)機構(gòu)授權(quán)發(fā)布,目的在于傳遞更多信息,并不代表本站贊同其觀點,本站亦不保證或承諾內(nèi)容真實性等。需要轉(zhuǎn)載請聯(lián)系該專欄作者,如若文章內(nèi)容侵犯您的權(quán)益,請及時聯(lián)系本站刪除。
換一批
延伸閱讀

9月2日消息,不造車的華為或?qū)⒋呱龈蟮莫毥谦F公司,隨著阿維塔和賽力斯的入局,華為引望愈發(fā)顯得引人矚目。

關(guān)鍵字: 阿維塔 塞力斯 華為

加利福尼亞州圣克拉拉縣2024年8月30日 /美通社/ -- 數(shù)字化轉(zhuǎn)型技術(shù)解決方案公司Trianz今天宣布,該公司與Amazon Web Services (AWS)簽訂了...

關(guān)鍵字: AWS AN BSP 數(shù)字化

倫敦2024年8月29日 /美通社/ -- 英國汽車技術(shù)公司SODA.Auto推出其旗艦產(chǎn)品SODA V,這是全球首款涵蓋汽車工程師從創(chuàng)意到認證的所有需求的工具,可用于創(chuàng)建軟件定義汽車。 SODA V工具的開發(fā)耗時1.5...

關(guān)鍵字: 汽車 人工智能 智能驅(qū)動 BSP

北京2024年8月28日 /美通社/ -- 越來越多用戶希望企業(yè)業(yè)務(wù)能7×24不間斷運行,同時企業(yè)卻面臨越來越多業(yè)務(wù)中斷的風險,如企業(yè)系統(tǒng)復(fù)雜性的增加,頻繁的功能更新和發(fā)布等。如何確保業(yè)務(wù)連續(xù)性,提升韌性,成...

關(guān)鍵字: 亞馬遜 解密 控制平面 BSP

8月30日消息,據(jù)媒體報道,騰訊和網(wǎng)易近期正在縮減他們對日本游戲市場的投資。

關(guān)鍵字: 騰訊 編碼器 CPU

8月28日消息,今天上午,2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會開幕式在貴陽舉行,華為董事、質(zhì)量流程IT總裁陶景文發(fā)表了演講。

關(guān)鍵字: 華為 12nm EDA 半導體

8月28日消息,在2024中國國際大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)博覽會上,華為常務(wù)董事、華為云CEO張平安發(fā)表演講稱,數(shù)字世界的話語權(quán)最終是由生態(tài)的繁榮決定的。

關(guān)鍵字: 華為 12nm 手機 衛(wèi)星通信

要點: 有效應(yīng)對環(huán)境變化,經(jīng)營業(yè)績穩(wěn)中有升 落實提質(zhì)增效舉措,毛利潤率延續(xù)升勢 戰(zhàn)略布局成效顯著,戰(zhàn)新業(yè)務(wù)引領(lǐng)增長 以科技創(chuàng)新為引領(lǐng),提升企業(yè)核心競爭力 堅持高質(zhì)量發(fā)展策略,塑強核心競爭優(yōu)勢...

關(guān)鍵字: 通信 BSP 電信運營商 數(shù)字經(jīng)濟

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 8月21日,由中央廣播電視總臺與中國電影電視技術(shù)學會聯(lián)合牽頭組建的NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟在BIRTV2024超高清全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展研討會上宣布正式成立。 活動現(xiàn)場 NVI技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)...

關(guān)鍵字: VI 傳輸協(xié)議 音頻 BSP

北京2024年8月27日 /美通社/ -- 在8月23日舉辦的2024年長三角生態(tài)綠色一體化發(fā)展示范區(qū)聯(lián)合招商會上,軟通動力信息技術(shù)(集團)股份有限公司(以下簡稱"軟通動力")與長三角投資(上海)有限...

關(guān)鍵字: BSP 信息技術(shù)
關(guān)閉
關(guān)閉