攻城狮们在反激变压器设计时,需综合考虑电源电气指标、emc&安规、可靠性等因素,控制技术的快速发展使得传统变压器设计方法已穷于应对,chipown技术团队在前面三期为大家分享了变压器基础知识、pwm和pfm控制模式下的变压器设计,受到fans们一致好评。 本期,chipown技术团队为大家带来该系列文章的收官之作,在qr控制模式下,如何通过平衡变压器匝比n和感量lp优化变压器设计。 基于峰值电流控制的qr工作原理 qr控制属于pfm控制,其控制原理为:fb电压产生clock信号和ipref,dmg电压产生valley信号。当clock信号和valley信号同时为高后产生set signal,q1导通,ip电流线性增长;当vcs等于ipref时gate置低,q1关闭。
qr控制的fs如何产生?
由上面公式可知,po决定了工作点ipk和fs,ipk、vg等参数又决定fs。td是为了实现谷底开通降低开关损耗;fs会随输入电压的升高而升高,因此控制芯片需限制最高开关频率fsmax。
四步法设计qr变压器 以经典qr芯片pn8161为例,为了满足coc v5 tier 2能效标准,控制芯片采用qr+pfm+pwm+bm混合工作模式。
对于此类芯片,应在最低输入电压vgmin及额定功率下设计变压器,具体步骤如下:第一步
在vgmin条件下设定n和lp,满足pomax传输及vdsmax、vrrmax电压应力要求:
备注:对于pn8161,idlimit=1.1a;td为寄生参数振荡周期的一半,通常在0.5-1us之间;12v输出时,n推荐值为11。
第二步 在额定功率&最低输入电压下计算ipk、fs、原副边电流有效值:
第三步 设定初次级圈数和线径,电流密度合理、不饱和、可绕制,否则从第一步重新迭代:
第四步 设定供电绕组na及屏蔽绕组,调整绕制方式,使得vcc电压在芯片规格之内且emc满足要求。
变压器设计实例
备注:s2计算时,ponom应考虑反激变换器转换效率eff,计算出的开关频率fs更为精准。
原文标题:【芯朋宝典】反激变压器优化设计之四
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