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方案

【芯朋寶典】反激變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)之二

發(fā)布時(shí)間 2020-10-20 |

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攻城獅們?cè)诜醇ぷ儔浩髟O(shè)計(jì)時(shí)，需綜合考慮電源電氣指標(biāo)、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(jì)方法已窮于應(yīng)對(duì)，Chipown技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)多年實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)，將為大家陸續(xù)專(zhuān)題分享《反激變壓器優(yōu)化設(shè)計(jì)》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(guò)Krp因子優(yōu)化設(shè)計(jì)反激變壓器設(shè)計(jì)。

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(guò)調(diào)整占空比來(lái)穩(wěn)定輸出電壓?？刂圃頌椋?/span>

當(dāng)Clock信號(hào)到來(lái)Gate置高，ip電流線性增長(zhǎng)，當(dāng)Vcs等于FB電壓產(chǎn)生的Ipref時(shí)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(dāng)Lp、fs、Vg確定，輸出功率Po僅與Ipk相關(guān)，因此輸出功率通過(guò)FB電壓唯一決定了Ipref。

DCM模式：

CCM模式：

四步法設(shè)計(jì)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(biāo)準(zhǔn)，控制芯片采用PWM+PFM+Burst Mode混合工作模式。

對(duì)于混合模式芯片，應(yīng)在PWM模式額定功率下通過(guò)Krp因子優(yōu)化設(shè)計(jì)變壓器參數(shù)，同時(shí)保證最大功率點(diǎn)不飽和，詳細(xì)步驟如下：

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

第二步：通過(guò)Krp設(shè)定變壓器感量Lp，計(jì)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(jì)實(shí)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(jí)能效要求)
待機(jī)功耗：<50mW(Vin=265Vac)
輸入欠壓保護(hù)、輸入過(guò)壓保護(hù)、輸出過(guò)壓保護(hù)，輸出過(guò)流保護(hù)等

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