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PSR原邊反饋開關電源變壓器設計(2)

2011年04月25日 10:17 電源網 作者:Spring 用戶評論(0
 現在再來驗證以上參數變壓器BOBBIN的繞線空間。

  已知:E1和E2銅線直徑為0.1mm,實際外徑為0.12mm;NP銅線直徑為0.12mm,實際外徑為0.14mm;NS銅線直徑為0.4mm,實際外徑為0.6mm;TAPE采用0.025mm厚的麥拉膠紙。

  A.

  NV若采用銅線直徑為0.2mm,實際外徑為0.22mm

  線包單邊厚度為:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE

  =0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.22+0.025*2=1.77mm.

  B.

  NV若采用銅線直徑為0.1mm雙線并饒,實際外徑為0.12mm

  線包單邊厚度為:E1+TAPE+NP+TAPE+E2+TAPE+NS+TAPE+NV+TAPE

  =0.12+0.025+0.14*4+0.025+0.12+0.025+0.6+0.025+0.12+0.025*2=1.67mm.

  測量或查EFD15的BOBBIN的單邊槽深為2.0mm,

  所以以上2種方式繞制的變壓器都可行。

  2. EPC13的變壓器設計

  依然沿用以上設計方法,

  測量或查BOBBIN資料可得EPC13 BOBBIN幅寬為6.8mm,

  次級匝數為:6.8/0.6=11.3Ts,取11Ts.

  初級匝數為:11*16.5=181.5Ts,取182Ts.

  反饋匝數為:15/(5+1)*11=27.5Ts,取28Ts.

  繼續,EPC13的繞線方式同EFD15,再這里就不再重復了。

  以上變壓器設計出的各項差數是以控制漏感為出發點的,各項參數(肖特基的VF,MOS管的電壓應力余量……)都是零界或限值,實際設計中會因次級繞線同名端對應輸出PIN位出現交叉,或輸出飛線套鐵氟龍套管,或供應商的制程能力,都會使次級線圈減少1~2圈,對應的初級和反饋也需根據匝比減少圈數;另,目前市場的競爭導致制造商把IC內置MOS管的VDS耐壓減小一點來節省成本,為保留更大的電壓應力余量,需再減少初級匝數;以上的修改都會對EMC輻射造成負面影響,對應的取舍還需權衡,但前提是必須使產品工作在DCM模式。

  從08年市場上推出PSR原邊反饋方案到現在我一直都有在用此方案設計產品,回顧看看,市場上也出現了很多不同品牌的PSR方案,但相對以前剛推出的PSR控制IC 來說,有因市場反映不良而不斷改進的部分,但也有因為惡性競爭而COST DOWN的部分。主要講講COST DOWN的部分。

  因受一些品牌在IC封裝工藝上的專利限制,所以目前大部分的內置MOS的IC(不僅是PSR控制IC,也包括PWM 控制IC)采用的是在基板上置入控制晶圓和MOS晶圓,之間用金線作跳線連接,這樣就有2個問題產品了:

  1. 金線帶來的EMC輻射。

  2. 研制控制晶圓的公司可以自己控制控制晶圓的成本,但MOS晶圓一般采用的從MOS晶圓生產上購買,這樣一來,MOS晶圓的成本控制也成為IC成本控制的案上肉。

  輻射可以采用優化設計來控制。

  但MOS晶圓的COST DOWN的路徑來源于降低其VDS的耐壓,目前已有很多不同品牌的IC將VDS為650V的內置MOS降到620~630V,甚至560~600V。

  這樣一來,只控制漏感降低VDS峰值電壓是不夠的,所以還需為VDS保留更大的電壓應力余量。

  下面再以EPC13為實例,講講優化設計后的變壓器設計。

  方法同上……

  先計算出次級,

  因考慮到輸出飛線套鐵氟龍套管或輸出線與BOBBIN PIN位交叉,所以需預留1匝空間,得,次級匝數為:6.8/0.6-1=10.3,取10Ts.

  再計算初級匝數,因考慮到為MOS管留更大的電壓應力余量,所以反射電壓取之前的75%

  得:(Vout+VF)*n<100*75%,輸出5V/1A,采用2A/40V的肖特基即可,2A/40V的肖特基其VF值一般為0.55V。

  代入上式得:n<13.51,取13.5,得NP=10*13.5=135Ts.

  代入上式驗證(5+0.55)*(135/10)=74.925<75,成立。

  確定NP=135Ts.

  下面再計算反饋匝數,依然取反饋電壓為15V,得,15/(5+0.55)*10=27Ts.

  

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( 發表人:Spring )

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