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反激變壓器優化設計之二

冬至配餃子 ? 來源:芯朋微電子 ? 作者:芯朋微電子 ? 2023-07-04 11:06 ? 次閱讀

基于峰值電流控制的PWM調節原理

PWM控制是固定工作頻率,通過調整占空比來穩定輸出電壓。控制原理為:

當Clock信號到來Gate置高,ip電流線性增長,當Vcs等于FB電壓產生的Ipref時Gate置低。

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PWM控制如何產生Ipref?

根據 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,因此輸出功率通過FB電壓唯一決定了Ipref。

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DCM模式:

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CCM模式:

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四步法設計經典變壓器

以經典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。

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對于混合模式芯片,應在PWM模式額定功率下通過Krp因子優化設計變壓器參數,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:

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

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

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第四步:設定供電繞組Na及屏蔽繞組,調整繞制方式,使得VDD電壓在芯片規格之內且EMC滿足要求。

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變壓器優化設計實例

方案規格

  • 輸入電壓:90~265Vac全電壓
  • 輸出規格: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

方案典型應用圖

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變壓器設計

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