基于LM3478的50W DCDC升降壓變換器設計方案
由公式:L=ALN2,可以計算出電感圈數為:
48圈,且用AWG18號線繞制。L3、L4相同參數。
Magnetic公司的Kool Mu材料,損耗少,相對成本低,也可以選同規格其他廠商鐵硅鋁材料。如果想進一步降低成本也可以選用國產的鐵硅鋁材料。
上述L3、L4為兩個分離電感設計,也可以共用一個儲能磁環,只是此時由于耦合電感的存在,計算的電感值為上述值的一半,為50μH。但成本低些。
PCB注意事項
由于為高頻DC-DC變換,因此,PCB布線很重要。區分功率地與信號地的匯流點,驅動IC與MOSFET的關系,輸入濾波與輸出濾波的位置等。同時注意分離元件及貼片元件的位置關系。還要考慮散熱器的形狀及散熱面積。
關鍵元器件的選擇及說明
功率MOSFET的選擇:N-FET,極低導通電阻,低門極驅動電壓:5V—7V,符合PWM-IC要求,TO-220AB封裝,100V/85A,結溫175℃。型號為VISHAY:SUP85N10-10。
肖特基整流二極管的選擇:型號為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算公式或經驗選取。C8、C9可由計算公式或實驗選擇。取樣電阻的參數可由計算及實驗來確定。
樣機調試中發現的問題及解決方法
按照上述原理及計算參數進行PCB的焊接及調試。發現問題如下:
由LM3478芯片的特點及典型的EPIC應用來看,比較適合功率等級20W以下的DC-DC變換器。而此處設計成50WDC-DC變換器,發現PWM驅動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驅動放大,即由NPN和PNP對管組成的放大級。
L3、L4均取100μH的電感量在工作時發現:在輸出輕載或空載時,輸出紋波過大。經試驗發現由電感L3引起的,根據經驗及分析將L3的電感量降為50mH即可解決問題。
IC的2引腳COMP對地的補償參數C3、C4、R2:若按典型參數試驗,發現樣機有噪聲且不穩定,經試驗將C2去掉,結果沒有噪聲且工作穩定。
取樣電阻R7:由于IC的特點使取樣電阻的閥值很低,而且該DC-DC的功率相對較大,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。
結語
通過對該DC-DC變換器的拓撲結構及驅動IC的選擇,設計出了滿足技術要求的50W適配器,雖然調試過程中遇到了一些問題,經過試驗分析得到了解決。從實際應用來看,用此原理
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