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正确选择配合MAX13256工作的变压器

时间:02-03 来源:maxim 点击:

极管的导通压降。查阅二极管数据手册,确定每个二极管的正向导通电压。如果尚未选择二极管,输入表1推荐的默认值,然后在选好二极管后用接近的数值替代。

  接下来,查阅图8所示电子表格第四部分计算结果。

  图8. MAX13256通用变压器数据示例,用户输入部分。

  C32单元计算该应用所允许的最小ET乘积,变压器ET乘积为32V-µs,大于C32单元要求的23.5。如果MAX13256驱动器连接至原边的一段和中心抽头,变压器将提供规定指标的一半,即16V-us,不满足设计条件,所以该应用中不能使用该变压器。

  C33单元计算MAX13256可接受的峰值电流,该值必须低于C5单元输入值。注意,F33单元指示"GOOD"。如果C33单元计算值太高,F33单元将指示"PK CURRENT TOO HIGH"。

  电子表格C35单元计算电路的输出电压,本例中为大约13.9V。如果希望非常稳定的12V输出,应为LDO留出足够的压差裕量。

  查看图9"功耗"信息。

  图9. MAX13256通用变压器示例,功耗部分。

  对于一个良好设计,这些功耗指标在合理范围。注意,变压器功耗指标包括未知的磁芯损耗,估算值为200mW,即C16数值。配合MAX13256使用的变压器的类型,对于信誉良好的厂家,磁芯损耗要低于200mW估算值。再次说明,在实验室检验电路性能非常重要。

  为变压器厂商规定变压器指标

  如果您无法获取合适的标准产品,则可考虑请变压器厂商定制产品。

  与信誉良好的变压器厂商配合的最佳方式就是在设计阶段与其一起工作。利用MAX13256通用变压器电子表格制定变压器的暂定技术指标。

  应该提供给变压器厂商的硬性指标包括:

    隔离电压

    ET常数

    输出电流

    匝数比

  推测"软"指标,做好变压器厂商建议修改的准备。

    调整C14单元的原边电感,直到C20单元与C9单元之比小于0.3,这表示变压器应该提供的最小原边电感,是最容易满足的软指标。

    磁芯损耗估值为0.2W,变压器厂商将通过选择不同的铁氧体和磁芯来调节该指标。变压器厂商在铁氧体和磁芯方面的经验对您来说是最宝贵。

    调整原边和副边电阻,大体上与匝数比成比例,直到C39单元的变压器功耗低于0.75W,C38单元的MAX13256功耗低于1.0W。由于变压器厂商通常会尽可能接近您提供的数值,所以这些指标略显保守。

  将这些指标交给变压器厂商进行检查,然后根据反馈意见进行调整。除了对您的设计有帮助外,变压器对于生产质量和产品测试也很有价值,特别是当您需要超过2.5kV的隔离电压时。

  利用MAX13256 XFMR设计电子表格设计变压器

  如果您希望对电路提供更严格的控制,可以初步设计一个变压器,然后交给变压器厂商进行检查。指定铁氧体和磁芯,以及每个绕组的线规、匝数。即使您计划采用定制变压器,绕制一个初步的设计也有助于深入了解变压器厂商的设计。

  例如,假设我们为MAX13256设计的变压器提供9V @ 0.7A和5V @ 0.4A,电源为24V。该变压器将有一个原边和两个副边。

  第一步是选择铁氧体材料。由于大多数设计使用MAX13256的内部振荡器,所以所选材料应该在255kHz至700kHz保持良好的工作。尽量使用相对磁导率超过1,000、磁通密度高于0.25 T的材料。参见图10。

  我们尝试使用N49铁氧体材料3,利用数据资料填写电子表格的铁氧体参数。

  图10. MAX13256变压器设计电子表格的铁氧体数据。

  在铁氧体数据手册第2页,BS表示峰值系统密度,100° C时为400mT,输入C2单元。C3单元计算降额最大磁通密度。利用降额磁通密度作为指导,帮助设定实际磁通密度。查阅数据手册第5页左下角有关相对磁芯损耗与频率的关系曲线图,200mT曲线停止在200kHz。为了在300kHz以上使用该材料,应将磁通密度限制在100mT或以下。可以尝试各种不同的磁通密度,注意较高的密度降低线损,较低的密度降低磁芯损耗。

  本例中,选择75mT,输入C4单元。从同一图表可知,500kHz下,100mT时的磁芯损耗约为700,50mT时约为100。几何平均值约为265,所以在C5单元输入磁芯损耗350kW/m3。较大的磁芯损耗考虑了500kHz以上工作的可能性。

  第二步是选择磁芯,本例中为Ferroxcube® EP134。根据数据资料,在电子表格的磁芯部分输入数值,如图11所示。

  图11. MAX13256变压器设计电子表格的磁芯数据资料部分。

  在磁芯数据资料的第693页左上部,可查到具体磁芯的参数。参数有磁芯的横截面积、有效长度以及有效体积。窗口区域为用于缠绕导线的空间,对于该EP13磁芯数据手册,必须根据第693页的图1计算得到。窗口区域为磁芯数据资料第693页图1底部插图的无阴影区域。

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