怎样设计一款隔离型、高频、推挽式 DC/DC 转换器

a 显示了变压器驱动器的原理图，该驱动器采用了 LT3999，且器件数量很少。图 6b 显示了设计流程图。

流程图中的 4 个简单步骤可用来设计如 1MHz、5V 输入、5V 输出、400mA 输出且器件数量很少的变压器驱动器。

步骤 1：设定开关频率 (R_T)

LT3999 的开关频率用单个 R_T 电阻器设定，该电阻器根据 LT3999 数据表中给出的数据选择 (频率范围为 50kHz 至 1MHz)。

在上述设计例子中，就高频 f_SW = 1MHz 而言，R_T = 12.1k。

步骤 2：选择变压器 (T1)

变压器匝数比由下式决定：

(13)

其中 V_SW 是内部开关的开关饱和电压，V_F 是整流二极管的正向电压。V_LDO 是未稳压变压器驱动器输出与后置稳压低噪声输出之间的压差。V_LDO 是在最大电流时的压差，因此该值应该最小化。0.8V 压差足可以避免 LDO 发热问题。一个好的经验法则是设定 V_SW = 0.4V、V_F = 0.7V、V_LDO = 0.8V。

变压器的电流额定值应该比输出电流高 20% ~ 50%，以留出一定的空间。

峰值磁化电流 (I_M(PEAK)) 和满负载电流之和反射到主端 (N · I_OUT) 应该低于内部开关的峰值电流限制 (I_LIM)。在此基础上，要求得到最小 L_M (L_M(MIN))。

                           (14)

                (15)

就 V_OUT = V_IN = 5V 而言，Coilcraft PA6383-AL (N = 1.5) 非常适合。

步骤 3：整流器 (D1、D2)

基于电压和电流选择整流器二极管。由于中央抽头结构，因此二极管两端的电压高于变压器副端电压两倍以上。整流器的电压额定值应该高于 2N • V_IN = 15V，或许高 20%。CMSH1-20M (20V、1A) 可满足这些要求。

步骤 4：低压差线性稳压器 (U2，可选)

可选后置稳压 LDO 的最高输入电压 (V_{LDO_IN(MAX)}) 出现在无负载时，这里等于 V_IN · N = 7.5V。LDO 的电流额定值大于负载电流 (在上述设计例子情况下，> 400mA)。

对于 5V、400mA 输出，LT1763 (20V、500mA) 是非常适合的 LDO。

(a)

(b)

图 11：(a) 器件数量很少的固定输入电压变压器驱动器。(b) 该变压器驱动器的设计流程图

结论

LT3999 是一款单片 DC/DC 变压器驱动器，具有占空比控制功能，可在高频和大功率工作。该器件允许宽输入电压范围，LDO 损耗很低，同时由于以高频工作，所以可采用小型无源组件。该器件的特点还包括高达 36V 的输入电压和高达 1A 的输入电流。