基于LM3478的50W DCDC升降压变换器设计方案
由公式:L=ALN2,可以计算出电感圈数为:
48圈,且用AWG18号线绕制。L3、L4相同参数。
Magnetic公司的Kool Mu材料,损耗少,相对成本低,也可以选同规格其他厂商铁硅铝材料。如果想进一步降低成本也可以选用国产的铁硅铝材料。
上述L3、L4为两个分离电感设计,也可以共用一个储能磁环,只是此时由于耦合电感的存在,计算的电感值为上述值的一半,为50μH。但成本低些。
PCB注意事项
由于为高频DC-DC变换,因此,PCB布线很重要。区分功率地与信号地的汇流点,驱动IC与MOSFET的关系,输入滤波与输出滤波的位置等。同时注意分离元件及贴片元件的位置关系。还要考虑散热器的形状及散热面积。
关键元器件的选择及说明
功率MOSFET的选择:N-FET,极低导通电阻,低门极驱动电压:5V—7V,符合PWM-IC要求,TO-220AB封装,100V/85A,结温175℃。型号为VISHAY:SUP85N10-10。
肖特基整流二极管的选择:型号为MBR20100CT,封装为TO-220AB,100V/20A,正向压降低。
输入、输出滤波电解电容可由计算公式或经验选取。C8、C9可由计算公式或实验选择。取样电阻的参数可由计算及实验来确定。
样机调试中发现的问题及解决方法
按照上述原理及计算参数进行PCB的焊接及调试。发现问题如下:
由LM3478芯片的特点及典型的EPIC应用来看,比较适合功率等级20W以下的DC-DC变换器。而此处设计成50WDC-DC变换器,发现PWM驱动MOSFET有些困难,波形畸变及MOSFET功耗大,解决的方法为:在IC的6脚与MOSFET的栅极之间加入一级驱动放大,即由NPN和PNP对管组成的放大级。
L3、L4均取100μH的电感量在工作时发现:在输出轻载或空载时,输出纹波过大。经试验发现由电感L3引起的,根据经验及分析将L3的电感量降为50mH即可解决问题。
IC的2引脚COMP对地的补偿参数C3、C4、R2:若按典型参数试验,发现样机有噪声且不稳定,经试验将C2去掉,结果没有噪声且工作稳定。
取样电阻R7:由于IC的特点使取样电阻的阀值很低,而且该DC-DC的功率相对较大,致使取样电阻R7的选取比较困难,为了降低成本选用微阻抗电阻。
结语
通过对该DC-DC变换器的拓扑结构及驱动IC的选择,设计出了满足技术要求的50W适配器,虽然调试过程中遇到了一些问题,经过试验分析得到了解决。从实际应用来看,用此原理
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