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2020.02.05 AC/DC

主要零件的選型:輸出電容、輸出設定及控制零件

使用SiC-MOSFET的隔離型準諧振轉換器的設計案例

上一篇文章之後,本文將介紹二次側(輸出)相關零件的選型。

輸出電容:Cout1、Cout2

先來回顧一下輸出電容的作用。當MOSFET為ON時,輸出二極體DN1處於OFF狀態。此時,從輸出電容提供電流給負載。當MOSFET為OFF時,輸出二極體DN1處於ON狀態,此時給輸出電容充電的同時供給負載電流。

輸出電容取決於輸出負載額定的Peak-to-Peak漣波電壓(ΔVpp)和漣波電流。先來求電容的電阻Z_C。

設ΔVpp=200mV,則:

    

※按照60kHz(fsw min)計算

由於普通的切換電源用電解電容(低電阻產品)的電阻規定條件為100kHz,所以換算為100kHz。

    

接著求漣波電流Is(rms)。Is可透過以下公式求得。

    

接下來,電容的耐壓以輸出電壓的2倍左右為大致標準。

    

耐壓選擇50V以上。

最後選用符合“算出的電阻以下、額定漣波電流在計算值以上、耐壓50V以上”條件的電解電容。在電路範例中,採用了切換電源用的低電阻型產品,50V/470µF×2(並聯)。

實際的漣波電壓和漣波電流,必須透過在應用上實際安裝進行確認。

輸出電壓設定電阻:R25、R26、R28、U3

輸出電壓根據以下公式進行設定。U3為TL431型的分流穩壓器,是用來設定輸出電壓的基準電壓Vref。設Vref為2.495V,則:

    

實際上請透過輸出電壓反向推算。

回饋訊號調整零件:R24、R27、R32、C15、U2

在該電路範例中,為了使輸出電壓Vout更穩定,透過右側電路調整Vout,並透過光電耦合器回饋至電源IC的FB引腳以進行隔離。

R27、C15為相位補償電路。請在實際應用中裝機,以R27=1k~30kΩ、C15=0.1µF左右的條件邊確認響應邊調整。

R32為光電耦合器U2的限流電阻。請以300~2kΩ進行調整。

R24為分流穩壓器U3的陰極電流設定電阻。由於需要透過U3的TL431確保1mA,因此使R24為光電耦合器的Vf/1mA=1kΩ。

重點:

・輸出電容取決於輸出負載額定的Peak-to-Peak漣波電壓(ΔVpp)和漣波電流。

・輸出電壓設定電阻可透過技術規格書中給出的公式計算。

・回饋訊號調整零件根據技術規格書中給出的常數來選型。

PWM返馳式轉換器設計範例