PSR原邊反饋開關(guān)電源變壓器設(shè)計(jì)
已知:E1和E2銅線直徑為0.1mm,實(shí)際外徑為0.12mm;NP銅線直徑為0.12mm,實(shí)際外徑為0.14mm;NS銅線直徑為0.4mm,實(shí)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(shí)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(shí)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(shè)計(jì)
依然沿用以上設(shè)計(jì)方法,
測量或查BOBBIN資料可得EPC13 BOBBIN幅寬為6.8mm,
次級匝數(shù)為:6.8/0.6=11.3Ts,取11Ts.
初級匝數(shù)為:11*16.5=181.5Ts,取182Ts.
反饋匝數(shù)為:15/(5+1)*11=27.5Ts,取28Ts.
繼續(xù),EPC13的繞線方式同EFD15,再這里就不再重復(fù)了。
以上變壓器設(shè)計(jì)出的各項(xiàng)差數(shù)是以控制漏感為出發(fā)點(diǎn)的,各項(xiàng)參數(shù)(肖特基的VF,MOS管的電壓應(yīng)力余量……)都是零界或限值,實(shí)際設(shè)計(jì)中會因次級繞線同名端對應(yīng)輸出PIN位出現(xiàn)交叉,或輸出飛線套鐵氟龍?zhí)坠埽蚬?yīng)商的制程能力,都會使次級線圈減少1~2圈,對應(yīng)的初級和反饋也需根據(jù)匝比減少圈數(shù);另,目前市場的競爭導(dǎo)致制造商把IC內(nèi)置MOS管的VDS耐壓減小一點(diǎn)來節(jié)省成本,為保留更大的電壓應(yīng)力余量,需再減少初級匝數(shù);以上的修改都會對EMC輻射造成負(fù)面影響,對應(yīng)的取舍還需權(quán)衡,但前提是必須使產(chǎn)品工作在DCM模式。
從08年市場上推出PSR原邊反饋方案到現(xiàn)在我一直都有在用此方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品,回顧看看,市場上也出現(xiàn)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(jìn)的部分,但也有因?yàn)閻盒愿偁幎鳦OST 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(nèi)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(gè)問題產(chǎn)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(chǎn)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(yōu)化設(shè)計(jì)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(nèi)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(yīng)力余量。
下面再以EPC13為實(shí)例,講講優(yōu)化設(shè)計(jì)后的變壓器設(shè)計(jì)。
方法同上……
先計(jì)算出次級,
因考慮到輸出飛線套鐵氟龍?zhí)坠芑蜉敵鼍€與BOBBIN PIN位交叉,所以需預(yù)留1匝空間,得,次級匝數(shù)為:6.8/0.6-1=10.3,取10Ts.
再計(jì)算初級匝數(shù),因考慮到為MOS管留更大的電壓應(yīng)力余量,所以反射電壓取之前的75%
得:(Vout+VF)*n100*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:n13.51,取13.5,得NP=10*13.5=135Ts.
代入上式驗(yàn)證(5+0.55)*(135/10)=74.92575,成立。
確定NP=135Ts.
下面再計(jì)算反饋匝數(shù),依然取反饋電壓為15V,得,15/(5+0.55)*10=27Ts.
評論