基于LM3478的50W DCDC升降壓變換器設(shè)計(jì)方案
由公式:L=ALN2,可以計(jì)算出電感圈數(shù)為:
48圈,且用AWG18號(hào)線繞制。L3、L4相同參數(shù)。
Magnetic公司的Kool Mu材料,損耗少,相對(duì)成本低,也可以選同規(guī)格其他廠商鐵硅鋁材料。如果想進(jìn)一步降低成本也可以選用國產(chǎn)的鐵硅鋁材料。
上述L3、L4為兩個(gè)分離電感設(shè)計(jì),也可以共用一個(gè)儲(chǔ)能磁環(huán),只是此時(shí)由于耦合電感的存在,計(jì)算的電感值為上述值的一半,為50μH。但成本低些。
PCB注意事項(xiàng)
由于為高頻DC-DC變換,因此,PCB布線很重要。區(qū)分功率地與信號(hào)地的匯流點(diǎn),驅(qū)動(dòng)IC與MOSFET的關(guān)系,輸入濾波與輸出濾波的位置等。同時(shí)注意分離元件及貼片元件的位置關(guān)系。還要考慮散熱器的形狀及散熱面積。
關(guān)鍵元器件的選擇及說明
功率MOSFET的選擇:N-FET,極低導(dǎo)通電阻,低門極驅(qū)動(dòng)電壓:5V—7V,符合PWM-IC要求,TO-220AB封裝,100V/85A,結(jié)溫175℃。型號(hào)為VISHAY:SUP85N10-10。
肖特基整流二極管的選擇:型號(hào)為MBR20100CT,封裝為TO-220AB,100V/20A,正向壓降低。
輸入、輸出濾波電解電容可由計(jì)算公式或經(jīng)驗(yàn)選取。C8、C9可由計(jì)算公式或?qū)嶒?yàn)選擇。取樣電阻的參數(shù)可由計(jì)算及實(shí)驗(yàn)來確定。
樣機(jī)調(diào)試中發(fā)現(xiàn)的問題及解決方法
按照上述原理及計(jì)算參數(shù)進(jìn)行PCB的焊接及調(diào)試。發(fā)現(xiàn)問題如下:
由LM3478芯片的特點(diǎn)及典型的EPIC應(yīng)用來看,比較適合功率等級(jí)20W以下的DC-DC變換器。而此處設(shè)計(jì)成50WDC-DC變換器,發(fā)現(xiàn)PWM驅(qū)動(dòng)MOSFET有些困難,波形畸變及MOSFET功耗大,解決的方法為:在IC的6腳與MOSFET的柵極之間加入一級(jí)驅(qū)動(dòng)放大,即由NPN和PNP對(duì)管組成的放大級(jí)。
L3、L4均取100μH的電感量在工作時(shí)發(fā)現(xiàn):在輸出輕載或空載時(shí),輸出紋波過大。經(jīng)試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)由電感L3引起的,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)及分析將L3的電感量降為50mH即可解決問題。
IC的2引腳COMP對(duì)地的補(bǔ)償參數(shù)C3、C4、R2:若按典型參數(shù)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)樣機(jī)有噪聲且不穩(wěn)定,經(jīng)試驗(yàn)將C2去掉,結(jié)果沒有噪聲且工作穩(wěn)定。
取樣電阻R7:由于IC的特點(diǎn)使取樣電阻的閥值很低,而且該DC-DC的功率相對(duì)較大,致使取樣電阻R7的選取比較困難,為了降低成本選用微阻抗電阻。
結(jié)語
通過對(duì)該DC-DC變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及驅(qū)動(dòng)IC的選擇,設(shè)計(jì)出了滿足技術(shù)要求的50W適配器,雖然調(diào)試過程中遇到了一些問題,經(jīng)過試驗(yàn)分析得到了解決。從實(shí)際應(yīng)用來看,用此原理
評(píng)論