高效率反激變換器設計隱藏技巧資料下載

變壓器設計 高效率反激變換器大部分設計技巧隱藏在變壓器里 繞組結構和磁決定變壓（換）器性能是繞組結構在決定運行參數 繞組結構的約束條件： ●窗口約束 原邊副邊窗口分配用銅量大致相等，滿足幾何和能量的大致對應。技巧是分配要合理、線包要基本飽滿。 ●三明治約束 二夾一的意思，是降低漏感的重要措施，技巧是減少EMC結構、安規(guī)結構的不利影響，耦合要緊密。還需注意氣隙對繞組的影響、磁芯作為導體的影響，輔助繞組的結構和位置。 ●整層約束 是降低漏感最重要的措施，技巧是無論如何都要整層密繞、少半匝都不行，均繞不行、半層更不行，匝數太少就雙線或多線并繞、或者用與槽寬等寬的銅箔疊繞。 繞組結構設計可以歸結為平面幾何問題。設計目標是漏感最小化、氣隙最小化，需要較多的經驗、技巧、時間、智慧、精力才能達成。是反激變換器設計的重點，也是高效率反激設計的關鍵所在。 漏感的設計標桿：1%，否則不能實現(xiàn)高效率。 繞組結構決定運行參數： ●一個繞組結構最終與原邊副邊匝數相對應，其匝比決定反射電壓 ： ●反射電壓決定原邊MOS和副邊二極管電壓應力（不含尖峰部分）： ● 有了反射電壓即可算出原邊電流應力： ●由此得到原邊電感量： ●基于臨界模式的最大PWM特征周期： ●與之對應的最低特征頻率和最大占空比： 磁參數優(yōu)化： 磁芯選擇 給出一個（PC40材質的）磁功率應力的經驗公式： ●可由此大致判斷（λ=1）磁芯是否合適。高效率的設計要求磁應力不能太緊張，也就是變壓器（包括繞組和磁芯）的發(fā)熱不要成為整個電源最突出的。當熱應力突出時，應增加磁芯的 Ae.B 或者使用更好的材質。 磁芯型號也有影響，骨架槽寬 B 越大于槽深 H 的偏平窗口由于越容易滿足整層約束而更有利于減少漏感。 磁飽和強度Bs 優(yōu)化方向是Bs值最優(yōu)化，約束條件是磁芯品質，可按 Bs（或原邊電感量 Lp）擴大20%～30%余量后 Ipk 波形可見臨界飽和跡象為判據確定Bs取值。更高的Bs取值，對應更小的氣隙、更小的漏感，更小的尖峰電壓、可能更高的整機效率。但太高的Bs取值會使上述余量更小、磁芯的品質控制困難、成品率降低。 Bs不能靠估計，要實測。Bs有個最佳值，PC40材質，大約為0.3T，偏離這個最佳值都會降低效率。 運行參數優(yōu)化： 匝比 Np/Ns，反射電壓 Vr 優(yōu)化方向是匝比和反射電壓最優(yōu)化，約束條件是原邊電壓應力（即MOS管耐壓）。更大的匝比對應更高的反射電壓Vr、更小的峰值電流 Ipk、可能更小的漏感、更大的最大占空比 Dmax、更低的副邊電壓應力Vs（以便使用最低耐壓的肖特基）。但反射電壓太高會導致開關電壓應力及開關損耗增加，抵消以上效應，應適可而止 原邊匝數Np 優(yōu)化方向是原邊匝數最優(yōu)化，約束條件是磁損和開關損耗。更少的原邊匝數，對應更小的氣隙、更小的漏感絕對值、更小的尖峰、更小原邊電感量 Lp、更高的特征頻率 Fo、更低的銅損、更大的磁損、更大的開關損耗、可能更高的輸入電壓低端效率、可能更低的輸入電壓高端效率。根據這些表現(xiàn)，優(yōu)化到佳值。 電路優(yōu)化配合 一個好的變壓器設計出來以后，需要電路與之配合，才能充分發(fā)揮高效率特性