發布時間: 2013-04-10 16:37:55 **: eda中國
在dc-dc通訊領域裡，目前正激有源鉗位佔了大半江山，特別是國內的模組電源廠家，其中使用控制晶元比較的多的是國半的lm5025ncp1562，目前這兩個晶元我都有成熟的設計案例，ncp1562按推薦的電路除錯是很難達到模組的電源的設計要求，主要是電壓環路的設計上有不少問題。 第一次在電源網發博，今天就想說說對在正激設計中，變壓器一些不定引數的選擇，如變壓的△b和bmax的選擇、占空比的選擇、因為已有太多的初學者問過同樣的問題了，希望能初學電源的革命同志有點幫助。 首先我們要正確理解正激變壓的特點，正激變壓的工作模式是，變壓器一邊導通一邊傳遞能量，可以把它理解成隔離的buck，其實正激才是真正的變壓器，它不儲存能量，只是把能量向副邊傳遞，所以正激變壓器不需要開氣隙，而反激變壓相當於乙個隔離電感，先儲存能量在傳遞能量，磁芯的特性是低磁阻的，無法儲存能量，所以反激變壓器需要開氣隙來儲存能量，好不要扯遠了，這裡這是描述一下正激變壓器工作的特點。
任何的磁性器件工作都需要激磁和去磁，正激變壓器整合產生的能量不能傳遞到副邊，反激可以，所以正激電路必須要加去磁電路，按照去磁的方式，我們將正激分成了三繞組去磁正激、諧振正激、和有源鉗位正激，三繞組正激的工作在第一象限、而諧振正激和有源去磁正激工作在第一和第三象限，這些都老生常談的話題了，在各種開關電源書籍中都有非常多的描述，推薦初學者讀一下張興柱博士的《開關電源功率變換器拓撲與設計》歸納性很強的。 由於正激變壓器中b值的變化不會隨著輸出電流的改變而改變，也不會隨著輸入電壓的改變而改變，設計成多少，它就是多少，所以磁飽和的問題是很容易控制住的。在一些教材和淪文裡提到了乙個0.
1和0.3的取值問題。很多人問我到底取0.
1好，還是0.3好呢？首先我們看看為什麼可以取到0.
3，我們來看看磁芯材質的特性，dc-dc的模組電源用過的材質有金川的rm2.3k、越峰的p47、天通的tpw33a、tdk的pc95、主要是高頻特性好。因為不能貼圖，希望有興趣的可以找資料看看。
這幾種差不多都是都是在100℃ b值在0.4左右就完全飽和了，我們設計的時候可不能讓它到磁飽和，太危險了。得把餘量考慮進去，這個餘量怎麼把控呢？
磁滯迴線的變化是從線性區到非線性區，再到飽和。其實我們最好不讓它跑到線性區，因為這樣雖然不會一定損壞，但是比較危險了，而且在非線性區的勵磁電感量急劇變小，mos管理的峰值電流也是急劇變化的容易失控。所以我們的b值的最大取點應該是線性工作區和非線性工作區的交接點，可以從廠家提供的手冊中圖形中查到。
不同的磁芯不一樣，我們不能過渡的去依賴別人提供的經驗值。
今天接著寫點：b值選取是計算的乙個步驟，在對變壓器/電感進行匝數取整等動作後，b值已比原來設想的值有一些偏移，所以我們對設計b值進行折算，再次確認沒有達到飽和條件，在實際的電路除錯中最好還需要進行再次測試確認，b值的驗證測試非常複雜，我們可以借助於它和電流或電感量的關係來進行驗證;
測試方法一：直接使用示波器的電流探頭檢測從互感器整流後的電壓波形，或使用電流探頭檢測變壓器原邊電力的波形，將負載調節到最大負載或滿載條件，環境溫度設定為高溫條件，直到電源的過溫保護，過溫保護前保證原邊電流的波形的斜波部分是線性上公升的過程，如果出現上公升斜率的暴增，說明變壓器已進入的前飽和狀態，我們需要繼續調整一下變壓器或電感的引數，主要是電感的引數；
測試方法二；使用帶直流偏置源的電橋來測試，不用上電直接把設計好的變壓器或電感裝置在裝置上，計算出電源的峰值電流，將直流偏置源的最大電流設定超過峰值電流值，測試後讀取儀表上的電感量，如果電感量在到達峰值電路值的時候出現明顯下降，說明已磁已開始進入前飽和區；
先休息休息，以後再補.
今天天氣不錯接著寫點內容，測試方法二中，最好是要加入高溫的條件，但是這種精密的儀器是不可能放到高溫箱中去測試的，我們可以把直流偏置的時間延長點，最好接個熱電藕檢測溫度。
前面我們說b值的選取都是考慮到磁飽和的條件，除了這個外我們還要考慮變壓器的損耗，b值選擇小，計算出來的變壓器匝數就多，這種情況下不是增加變壓器體積，就是增加電流密度導致變壓器的銅損上公升。如果b值選擇大如靠近0.3附件，我們看看p47材質中，在300khz的頻率下b值為0.
1時的鐵損是400kw/m^3，而在0.3時為6000kw/m^3，一共增加了25倍，厲害吧！，所以在變壓器設計中，工作磁通b的選擇對變壓器損耗的影響非常大，如果我們想做高效率的電源就不得不在這裡來精打細算了。
總結一下變壓器b值的選取要考慮到飽和、考慮到損耗、考慮到體積，沒有對的只有優的。
正激占空比的選擇，三繞組去磁正激的占空比不能超過0.5，這裡就不在重複的羅嗦了，很多書籍上都有寫，諧振去磁正激和有源鉗位正激去磁的原理非常相似，占空比的選擇方法也比較接近，在dc-dc特別是模組電源，輸入電壓範圍都比較寬，2:1是常見的範圍，也有不少是4:
1的範圍，輸入電壓一般有三個母線段，12v輸入母線、24v輸入母線、48v輸入母線。48v在通訊領域非常多、24v在工業控制行業非常多，在這種寬輸入電壓範圍的條件下，占空比需要考慮到最大占空比、最小占空比、典型占空比，首先我們看看取最大占空比要注意什麼，正激變壓器開通時和關斷時，在原邊繞組上的電壓按照伏秒平衡法則，也就是開通的電壓x開通的時間=關斷的電壓x關斷的時間，如果占空比選擇較大，那麼關斷的時間會比較小，原邊繞組上關斷器件的電壓也就大，反應在開關管vds上的電壓也就比較大，我們受制於開關管的vds耐壓，有些哥們會問：我選大耐壓的mos管不就可以了嗎？
當然可以，關鍵是我們考慮到效率、考慮的成本，也就不划算了，電源設計其實就是優化設計。占空比太小，單個脈衝傳輸的功率小，從負載反射到原邊的峰值電流大，對開關管的開關損耗影響也非常大。另外小的占空比意味著變壓器更大的匝比，變壓器會有更高漏感和更大的漏感尖峰電壓。
對於2：1 dc-dc我通常0.3-0.
6之間的占空比選擇相對比較優化；
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