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AC/DC

使用SiC-MOSFET的隔离型准谐振转换器的设计案例

主要部件选型:输出电容器、输出设置及控制部件

上一篇文章之后,本文将介绍二次侧(输出)相关部件的选型。

输出电容器:Cout1、Cout2

先来回顾一下输出电容器的作用。当MOSFET为ON时,输出二极管DN1处于OFF状态。此时,从输出电容器提供电流给负载。当MOSFET为OFF时,输出二极管DN1处于ON状态,此时给输出电容器充电的同时供给负载电流。

输出电容器取决于输出负载容许的Peak-to-Peak纹波电压(ΔVpp)和纹波电流。先来求电容器的阻抗Z_C。

设ΔVpp=200mV,则:

    

※按照60kHz(fsw min)计算

由于普通的开关电源用电解电容器(低阻抗产品)的阻抗规定条件为100kHz,所以换算为100kHz。

    

接着求纹波电流Is(rms)。Is可通过以下公式求得。

    

接下来,电容器的耐压以输出电压的2倍左右为大致标准。

    

耐压选择50V以上。

最后选用符合“算出的阻抗以下、额定纹波电流在计算值以上、耐压50V以上”条件的电解电容器。在电路示例中,采用了开关电源用的低阻抗型产品,50V/470µF×2(并联)。

实际的纹波电压和纹波电流,必须通过在应用上实际安装进行确认。

输出电压设置电阻:R25、R26、R28、U3

输出电压根据以下公式进行设置。U3为TL431型的分流稳压器,是用来设置输出电压的基准电压Vref。设Vref为2.495V,则:

    

实际上请通过输出电压反向推算。

反馈信号调整部件:R24、R27、R32、C15、U2

在该电路示例中,为了使输出电压Vout更稳定,通过右侧电路调整Vout,并通过光电耦合器反馈至电源IC的FB引脚以进行隔离。

R27、C15为相位补偿电路。请在实际应用中装机,以R27=1k~30kΩ、C15=0.1µF左右的条件边确认响应边调整。

R32为光电耦合器U2的限流电阻。请以300~2kΩ进行调整。

R24为分流稳压器U3的阴极电流设置电阻。由于需要通过U3的TL431确保1mA,因此使R24为光电耦合器的Vf/1mA=1kΩ。

关键要点:

・输出电容器取决于输出负载容许的Peak-to-Peak纹波电压(ΔVpp)和纹波电流。

・输出电压设置电阻可通过技术规格书中给出的公式计算。

・反馈信号调整部件根据技术规格书中给出的常数来选型。