反激式DCDC入门简介及简单计算课件.ppt

1、一电路拓扑 电路可分为输入级、PWM震荡、功率变换及保护、输出级、反馈环路二 PWM控制n1 电压型控制n2 电流型控制 n3、LM2587单片电源PWM控制器三 反激式变压器以及磁性材料n1、反激式变压器既有电感功能;又作为变压器使用。n2、由于反激式变压器会像电感一样储存能量，更容易饱和，所以需要开气隙减小B，防止变压器饱和。n磁饱和：指磁性材料中磁场强度超过一定值，（铁氧体材料）磁导率会从很大的数值快速下降为1。这意味着电感值迅速减小。 对于所有拓扑有”LI”法则：LIL=Et/rn空气：不会饱和，但磁导率为1，损耗和EMI问题严重。n铁氧体：高磁导率，可以使用较小体积制作较大电感，且可

2、以工作在特定频率减小本身损耗；饱和特性很硬。n铁镍钼合金粉（MPP）n铁粉n硅钢片n非晶态3、反激式变换器n电流断续模式反激变压器能量传递基本方程：P=V2DC2/2fL 其中P、V由电路要求决定，DC由输入输出电压决定,f由PWM控制芯片决定。 即增加输出功率只有减小L。 由于L最小也要大于十倍分布参数，低输入电压大功率输出不适合反激变压器。n铁氧体磁性材料重要指标：Ae、lgap、le 280.410emN ALlegapllemgaplll280.410egapN ALlmax0.4gapINBlmaxmax0.4mINBl4、实际变压器n漏感与激磁电感 在实际变压器中，磁芯磁导率有限，

3、因此不是所有磁通都穿过磁芯，即漏感； 同时原边电感量有限，只要在变压器上加上一个电压会有一定电流产生，这些电流不会耦合到次级，即激磁电流。n激磁电流 激磁电感可以看作并联在原边上的电感。n漏感:未耦合到次级的电感，可以看作与变压器一次电感串联的寄生电感，产生电压尖峰。n所以漏感大小仅取决于线圈的几何形状，与磁芯材料无关。 LLK=LKP+n2LLKS Pz=0.5LLKIPK2 测量漏感可以将线圈次级短接，测量初级所得值即为一次漏感LKP。 n在实际变压器中，初次级电压严格按照变压比变换，但真正用于变换的电压是变压器两端电压减掉串联漏感上压降，实际输出电压会比输入电压稍低。n结论：实际变压器中

4、，处理电压尖峰，变压比异常，提高效率，等问题，通常会减小气隙，实际上是为减小漏感，所以更好的方法是，改变绕组形状，减小次级长度。四、输出滤波n1、纹波电压典型波形。n1、纹波电压的形成 纹波电压是由电感中流出的纹波电流在电容的ESR和XC上产生的。n2、举例 条件:输出电流IO=1.257A 电流纹波率r=0.5 f=100kHz X7R类 MLCC 电容CO=22uF2 (实际23.5)uF 损耗系数D.F.=0.21(10k频率下实测得出) VP-P=VESR+VXC XC= =33.88 mohm ESR= =142.5 mohm 总ESR为71.15 mohm VP-P= (XC+ E

5、SR)=176.45mV 实测纹波电压137.6mV，40mV误差有2个原因： 12fC. .2D FfC(1)12OOIrIDn3、纹波的另一种解释 纹波还可以看作是LC构成的4阶低通滤波器对方波电压进行衰减后的波形再叠加电流流过ESR形成的升压。 上例中L为22uH,VXC=56.92mV，ESR=45mohm，次级方波峰峰值为14.6V输出LC（45mohmESR）极点在4.3K,100K时衰减为47.895dB即245倍VXC=59.59mVnLCLC滤波n通常纹波要求小于50mV或者次级电感过小时，输出电容后再接一级LC滤波，可以将纹波减小到几乎为0。但有可能引起闭环系统震荡和EMI问题。n纹波以及滤波总结 电容的ESR特性远比容量更重要。 纹波可以很小，但噪声很难通过衰减降低。谢谢大家n制作:陈睿