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方案

【芯朋寶典】反激變壓器優(yōu)化設(shè)計之二






攻城獅們在反激變壓器設(shè)計時,需綜合考慮電源電氣指標、EMC&安規(guī)、可靠性等因素,控制技術(shù)的快速發(fā)展(如PSR控制、高頻QR、ACF)使得傳統(tǒng)變壓器設(shè)計方法已窮于應對,Chipown技術(shù)團隊根據(jù)多年實戰(zhàn)經(jīng)驗,將為大家陸續(xù)專題分享《反激變壓器優(yōu)化設(shè)計》的系列心得,希望能助電源攻城獅們一臂之力!
本期,Chipown為大家分享PWM模式控制下,如何通過Krp因子優(yōu)化設(shè)計反激變壓器設(shè)計。




基于峰值電流控制的PWM調(diào)節(jié)原理




PWM控制是固定工作頻率,通過調(diào)整占空比來穩(wěn)定輸出電壓??刂圃頌椋?/span>
當Clock信號到來Gate置高,ip電流線性增長,當Vcs等于FB電壓產(chǎn)生的Ipref時Gate置低。



PWM控制如何產(chǎn)生Ipref?




根據(jù)能量守恒,在PWM控制下,當Lp、fs、Vg確定,輸出功率Po僅與Ipk相關(guān),因此輸出功率通過FB電壓唯一決定了Ipref。


DCM模式:

CCM模式:



四步法設(shè)計經(jīng)典變壓器




以經(jīng)典PWM芯片PN8275為例,為了滿足CoC V5 Tier 2能效標準,控制芯片采用PWM+PFM+Burst Mode混合工作模式。


對于混合模式芯片,應在PWM模式額定功率下通過Krp因子優(yōu)化設(shè)計變壓器參數(shù),同時保證最大功率點不飽和,詳細步驟如下:


第一步:確定變壓器匝比n,受Dmax、Vdsmax、Vrrmax三個量限制:


第二步:通過Krp設(shè)定變壓器感量Lp,計算額定及最大功率下的變壓器電流峰值及有效值;


第三步:設(shè)定變壓器線徑和圈數(shù),額定功率下電流密度合理、可繞制,最大功率下不飽和;


第四步:設(shè)定供電繞組Na及屏蔽繞組,調(diào)整繞制方式,使得VDD電壓在芯片規(guī)格之內(nèi)且EMC滿足要求。



變壓器優(yōu)化設(shè)計實例





  • 輸入電壓:90~265Vac全電壓

  • 輸出規(guī)格:12V3A

  • 平均效率:≥88.3%(滿足CoC V5 Tier2六級能效要求)

  • 待機功耗:<50mW(Vin=265Vac)

  • 輸入欠壓保護、輸入過壓保護輸出過壓保護,輸出過流保護等







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