反激变压器优化设计之二

基于峰值电流控制的PWM调节原理

PWM控制是固定工作频率，通过调整占空比来稳定输出电压。控制原理为：

当Clock信号到来Gate置高，ip电流线性增长，当Vcs等于FB电压产生的Ipref时Gate置低。

PWM控制如何产生Ipref?

根据 能量守恒 ，在PWM控制下，当Lp、fs、Vg确定，输出功率Po仅与Ipk相关，因此输出功率通过FB电压唯一决定了Ipref。

DCM模式：

CCM模式：

四步法设计经典变压器

以经典PWM芯片PN8275为例，为了满足CoC V5 Tier 2能效标准，控制芯片采用PWM+PFM+Burst Mode混合工作模式。

对于混合模式芯片，应在PWM模式额定功率下通过Krp因子优化设计变压器参数，同时保证最大功率点不饱和，详细步骤如下：

第一步：确定变压器匝比n，受Dmax、Vdsmax、Vrrmax三个量限制：

第二步：通过Krp设定变压器感量Lp，计算额定及最大功率下的变压器电流峰值及有效值；

第三步：设定变压器线径和圈数，额定功率下电流密度合理、可绕制，最大功率下不饱和；

第四步：设定供电绕组Na及屏蔽绕组，调整绕制方式，使得VDD电压在芯片规格之内且EMC满足要求。

变压器优化设计实例

方案规格

• 输入电压：90~265Vac全电压
• 输出规格：12V3A
• 平均效率：≥88.3%(满足CoC V5 Tier2六级能效要求)
• 待机功耗：<50mW(Vin=265Vac)
• 输入欠压保护、输入过压保护、输出过压保护，输出过流保护等

方案典型应用图

变压器设计