通常情況下，設計隔離式DC-DC轉zhuan換huan器qi時shi遇yu到dao的de最zui大da阻zu礙ai便bian是shi變bian壓ya器qi設she計ji
，設she計ji者zhe往wang往wang因yin此ci望wang而er卻que步bu，從cong而er選xuan擇ze其qi它ta更geng簡jian捷jie的de設she計ji任ren務wu。利li用yong市shi售shou的de柵zha極ji驅qu動dong變bian壓ya器qi特te性xing，就jiu可ke以yi獲huo得de四si個ge單dan獨du的de隔ge離li直zhi流liu輸shu出chu。實shi際ji上shang，對dui於yu小xiao功gong率lvDC-DC電源轉換，柵極驅動變壓器是個理想的選擇
，因為這種變壓器已經做了電壓和時間大乘積(ET或伏特微秒乘積)以及低漏電感的優化。

 

一款高磁導率且在高開關頻率(FSWX)下有低損耗的磁芯可支持一般的10V~15V初級電壓，且在100kHz~500kHz開關頻率時有500ns~5μs的典型導通時間。該電壓和時間範圍正是DC-DCzhuanhuanqishejisuoxu。tongshi，yijingzhenduidixieloudianganxuanzeleyizhongcixinjihechicunyijiraozujiegou
，yijianshaoshangshenghexiajiangshijian，tongshiyoudidezhenling。zuihou
，suoshiyongdexianguizuyirangDC-DC轉換器處理數10mA級的繞組電流
，而沒有過多的銅線損耗。

 

Pulse Electronics公司的P0585柵極驅動變壓器含有五個繞組，每個繞組圈數都相同(參考文獻1)。其中一個繞組使用三層絕緣線(TIW)，另外四個繞組使用標準繞組線。TIW繞組作為初級驅動，可獲得一個RMS為3kV的de標biao稱cheng主zhu次ci級ji擊ji穿chuan電dian壓ya。四si個ge次ci級ji繞rao組zu之zhi間jian的de額e定ding擊ji穿chuan電dian壓ya並bing未wei確que定ding
，不bu過guo這zhe種zhong導dao線xian絕jue緣yuan方fang式shi通tong常chang會hui用yong於yu離li線xian電dian源yuan情qing況kuang，此ci時shi
，各ge繞rao組zu之zhi間jian的de電dian壓ya可ke高gao達da400V。

 

隔(ge)離(li)式(shi)電(dian)源(yuan)輸(shu)出(chu)提(ti)供(gong)了(le)很(hen)大(da)的(de)靈(ling)活(huo)性(xing)。使(shi)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)式(shi)可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)同(tong)地(di)電(dian)勢(shi)情(qing)況(kuang)下(xia)


，更(geng)加(jia)方(fang)便(bian)地(di)打(da)斷(duan)接(jie)地(di)環(huan)路(lu)，為(wei)遠(yuan)程(cheng)電(dian)路(lu)供(gong)電(dian)，並(bing)且(qie)簡(jian)化(hua)了(le)對(dui)正(zheng)負(fu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)極(ji)性(xing)的(de)選(xuan)擇(ze)。下(xia)圖(tu)展(zhan)示(shi)了(le)這(zhe)種(zhong)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)四(si)個(ge)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)，它(ta)們(men)產(chan)生(sheng)四(si)個(ge)獨(du)立(li)的(de)等(deng)電(dian)壓(ya)輸(shu)出(chu)。但(dan)這(zhe)四(si)個(ge)次(ci)級(ji)繞(rao)組(zu)可(ke)以(yi)有(you)多(duo)種(zhong)串(chuan)/並結合，從而產生大量輸出電壓/電流的組合。

美信半導體生產的MAX13256H-橋電路變壓器驅動器(IC1)最適合用於此類應用。它包含一個獨立的變壓器隔離DC-DC轉換器所需要的全部功能。其內置FET可承受36V電壓
，並配置為兩個獨立的推挽式輸出，以精確的50%占空比驅動變壓器的初級
，避免了鐵芯飽和。該驅動器還包含可調的、強健的內部限流功能，從而為輸出提供短路保護，且在故障排除之後能夠完美地恢複。該驅動也包含欠壓鎖定(UVLO)功能
，在輸入電壓過低時阻止開關活動。

 

增加的淩力爾特公司LTC6900時鍾源(IC2)用於精確地調整開關頻率。MAX13256本身有一個內部時鍾
，但是考慮到整個係統的兼容性或EMI原因，大多數用戶可能會更傾向於自己設定開關頻率。MAX13256支持使用一個外部TTL電平時鍾，而且其UVLO特性確保IC1的VIN極上升到導通閾值前
，IC2就上電並運行。RSET的值決定了IC2的輸出頻率，該頻率設定為所需IC1開關頻率的兩倍。

 

上表中為開關頻率為100kHz和500kHz時，輸入電壓為10V、12V和15V情況下的測量結果。由於采用高開關頻率、低漏電電感及肖特基橋式整流器
，即使用了低值(1μF)的表麵安裝陶瓷輸出電容，輸出電壓的紋波也很小
，不到20mVfengfengzhi。biaozhonghaigeichulexiaolv
，yijiyinshuchuweiwenyaerzaochengshuchudianyayufuzaidianliuzhijiandebiandongguanxi。ruguoxuyaogengdidezaoshenghuozheyangewendingdezhiliushuchu，keyishiyongxianxingwenyaqilaitiaojieshuchudianya。

 

從這些測量結果可看出，滿載是產生500mA峰值初電流時的負載。這是當RLIM為1kΩ時的MAX13256最zui小xiao限xian流liu閾yu值zhi。一yi些xie設she計ji者zhe可ke能neng想xiang在zai低di於yu這zhe些xie經jing驗yan性xing的de滿man載zai電dian流liu水shui平ping上shang進jin行xing操cao作zuo

，從cong而er獲huo得de更geng多duo裕yu度du，以yi防fang止zhi虛xu假jia的de大da電dian流liu觸chu發fa。在zai較jiao高gao開kai關guan頻pin率lv下xia可ke以yi看kan到dao輕qing載zai輸shu出chu電dian壓ya的de提ti升sheng，原yuan因yin是shi：zheshiyizhongweiqiujianjiehegaoxiaoershiyonglejiaoshaozuniqidesheji。suizhekaiguanpinlvshenggao，chanshenglegengduodeloudiangannengliang，zhexienengliangchuandidaocijiraozu，tigaolesuocededeshuchudianya。

 

以下為檢驗該變壓器運行參數是否符合數據手冊規範的簡要說明。P0585變壓器有一個95Vμsec最大ET乘積。這個計算結果是初級繞組上施加的最大電壓與該電壓所持續最大時間(導通時間)的乘積。由於MAX13256是以精確的50%占空比驅動變壓器初級，最大ET乘積將出現在輸入電壓為15V時。在本設計中的100kHz最小開關頻率下
，最長導通時間為5μs，所以最大ET乘積為75Vμsec，該值符合數據手冊規範。

峰值磁通密度規格為2100G。在計算峰值磁通
，數據手冊中的方程式2A和2B均基於VIN和開關頻率。同樣，峰值磁通密度出現於VIN為15V且開關頻率為100kHz時。注意在方程式2A中，“DON”為50%占空比或0.5
，而不是單位為微秒的時間。在這些情況下
，所計算的峰值磁通密度為1512高斯
，符合數據手冊中的規格。

 

運用變壓器數據手冊中的公式可計算出磁芯損耗。在100kHz時，損耗為0.468W
，在500kHz時，損耗為0.117W
，後者數值較小，原因是有較低的ET積。

 

運用變壓器數據手冊中的公式可算出銅線損耗為93.75mW。這個計算銅線損耗的簡化公式是基於繞組的I2R損耗，而未考慮繞組的趨膚或接近效應。因此，這些簡化結果與頻率無關
，而是基於初級繞組中的±500mA峰值電流，以及四個次級繞組中各自的±125mA峰值電流。

 

使用變壓器數據手冊中的升溫公式以及上述計算的總損耗(100kHz下為561.75mW)，可得預期變壓器的溫升為37.2℃。

 

本設計使用P0585柵極驅動變壓器
，您也可以使用其他(更小的)市售柵極驅動變壓器
，尤其是需要較少電壓輸出，以及較小電流的時候。隻需要確保您參照本設計所述方法檢查了變壓器的最大Vμsec規範。