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如何优化扬州干式变压器纹波?

作者:扬州干式变压器厂   日期:2019-10-14  人气:598
如何优化扬州干式变压器纹波? 在扬州干式变压器设计中我们需要考虑哪几个问题呢?今天,我们就从以下四个方面深入剖析扬州干式变压器设计过程中的注意点:效率、Vout纹波、动态响应、体积。

01
效率
控制芯片
? 同步控制
? Burst Mode (轻载效率最高)
? Pulse Skipping (轻载效率较高)
? Forced Current continuous Mode (FCM)(轻载效率最低)
MOSFET
? 导通损耗:Rds(on) (Rdson vs Temp)
? 开关损耗:Rising/Falling time, Fsw ,
? 驱动损耗:Qg,电荷低
? 二极管反向恢复:Irr (reverse recovery current)
? 体二极管导通损耗:dead time
二极管、电感、电容
? 二极管:顺向导通损耗、开关损耗(含反向恢复过程)
? 电感:铜损,磁损
? 电容:ESR

02
Vout纹波
Vout纹波 — LC filter, Fsw, Controller (Burst/PS/DCM/CCM)
? 源:电感电流纹波
? 相关因素:开关频率,电感大小,电容大小及ESR
? 抑制方法:高Fsw,大电感,大电容(低ESR),增加输出滤波电路(LC)

03
动态,体积,温度范围
动态响应 — ΔV 越小越好,Response time越快越好,但必须以稳定为前提。
体积 — 开关频率高,体积小
温度范围 —
? 控制芯片(-40~125 degC)
? 电感(-40~125 degC)
? 电容(-40~105/125 degC)vs 寿命
? PCB:related to material

BUCK电路计算实例
介绍完上面三面大分类之后,Frank老师将详细介绍一个BUCK电路计算实例,方便大家掌握计算公式,能够真正将今天课堂中讲述的内容运用到实际生活中。
1
开关频率选择
? 根据效率,体积选择开关频率
? 最小on-time考虑:45ns
? Controller发热考虑:16V输入选择500Khz
2
电感选择

电感损耗包括铜损(和交流)+铁损。
铜损很容易计算,交流铜损和铁损很难计算,和频率、材料相关,需要借助于厂家online calculator才可以计算。

3
MOSFET选择
? 开关管和同步整流管都是N沟道
? 开关管和整流管通常选型不一样
? Qg影响开关损耗
? Rdson影响导通损耗
? Qg影响控制器发热
? 成本


4
电容选择考虑
? 损耗
? 纹波电流的能力
? 温度范围
? 纹波电压-ESR, Capacitance,ESL
? Transient纹波
? 寿命
? 成本、尺寸

输入电容选择经常被忽视,目前,电解和陶瓷的组合最佳。对于BUCK电路,输入电容的纹波电流大于输出电容的纹波电流,当D=0.5时,纹波电流最大,为一半的输出电流。

输入电容的选择

有了输入电扬州变压器厂家容的选择,当然也会涉及到输出电容的选择。对于输出的情况,往往需要陶瓷和电解的组合。Transient的要求往往比纹波要求高很多,往往也需要电解去hold。最关键的是,看环路要花多长时间去响应并让电感电流追上新的负载电流。