車載雙管正激直流變換器的設計

2．3 反饋電路
反饋電路如圖6所示，雙管正激直流變換器采用電壓反饋控制環路來保證在不同的負載情況下輸出電壓為一穩定值。因輸入端與輸出端不共地，需要隔離，采用光耦P521和精密穩壓管TL431相配合，作為參考、隔離、取樣和放大，組成負反饋環路。在次級電路中，穩壓器件TL431作為基準和反饋誤差放大器，采樣輸出，并產生相應的誤差電壓。光耦的正向電流If小于5 mA時，If微小的變化會引起三極管電流Ic的劇烈變化；正向電流If大于10 mA時，光耦開始趨向飽和，因此光耦的靜態工作點設置在If=5～10 mA比較合適。TL431正常工作時，陰極電壓為2．5 V，所以R7取值1．2 kΩ，保證光耦工作在合適的靜態工作點。R11的取值要考慮兩個因素：

(1)TL431參考輸入端的電流。一般此電流為2μA，為了避免此端電流影響分壓比和避免噪音的影響，一般取流過電阻R11的電流為參考電流的100倍以上，所以此電阻要小于12．5 kΩ；
(2)損耗的要求。在小于12．5 kΩ的情況下，阻值越大，損耗越小，故R11取值10 kΩ。
根據TL431的性能，R10，R11，Vo，vr有固定的關系：
Vo=(1+R10／R11)Vr (2)
式中：Vo為輸出電壓；Vr=2．50 V為參考電壓，所以R10取值46 kΩ。
TL431的最小陰極電流為0．2 mA，為保證TL431能夠正常工作，風為TL431提供了最小陰極電流。由于TL431最小陰極電壓為2．5 V，輸出電壓為14 V，所以R8取值為10 kΩ，保證最小陰極電流。
2．4 啟動電路
啟動電路如圖7所示，啟動電路的作用在于在變換器開始工作時，給PWM調制芯片供電引腳提供電流。在變換器開始正常工作時，由供電電路給芯片提供電能，啟動電路斷開。

直流變換器剛上電時，在分壓電阻的作用下，二極管D2陽極電壓為12 V。電流經過二極管D2后給芯片供電引腳提供電流。芯片開始工作后，輸出最大占空比，驅動MOS管。供電電路開始工作，輸出16 V電壓，高于二極管陽極電壓，二極管斷開，啟動電路不再工作。

3 變換器關鍵參數的設計以及器件的選擇
在該直流變換器中，變壓器以及輸出電感參數的計算直接決定雙管正激交換器的可靠性和效率，MOS管以及次級整流續流二極管的選擇對變換器轉換效率也有影響。
3．1 變壓器磁芯的選取
磁芯尺寸的計算方法一般有面積乘積法(AP法)和磁芯幾何參數法(KG法)，這里選用面積乘積法，計算公式如下：

式中：Aw為磁芯銅窗面積(單位：cm2)；Ae為磁芯有效截面積(單位：cm2)，PT為變壓器傳遞視在功率(單位：W)；△B為磁感應強度增量(單位：T)；fs為變壓器工作頻率(單位：Hz)；J為電流密度單位：A／cm2)，根據散熱方式不同可取300～600 A／cm2，Ku為銅窗占用系數。
設定變換器的傳輸效率為85％，最大占空比為0．4，Ku=0．2。根據式(3)計算出AP=3．15 cm4，可采用EE型磁芯EE42／42／20。