ZHCADV5 March 2024 UCC27624
脈沖變壓器選擇基于兩個(gè)主要要求:最小伏秒 (VS) 和壓降。伏秒規(guī)格與變壓器的飽和度有關(guān)。初級(jí)側(cè)上的壓降之所以重要,是因?yàn)樵搲航禃?huì)導(dǎo)致功率級(jí)中的導(dǎo)通損耗增加。
VS 是變壓器初級(jí)側(cè)上的電壓與該電壓持續(xù)時(shí)間的乘積。由于我們將一個(gè)方波應(yīng)用于初級(jí)側(cè),因此很容易計(jì)算。應(yīng)用于變壓器的方波曲線下方的面積由方程式 1 給出。為了確保變壓器永遠(yuǎn)不會(huì)飽和,必須計(jì)算 VS 以考慮最壞情況。
壓降是由于磁化電流而導(dǎo)致的柵極電壓損耗。該壓降由歐姆定律決定,因此需要確定磁化電流和電阻。磁化電流是來(lái)自變壓器初級(jí)電感的電流。在變壓器的初級(jí)側(cè)上施加電壓時(shí),電流會(huì)根據(jù)以下公式積累:
磁化電流是初級(jí)側(cè)總電流的一個(gè)分量。其他電流分量是柵極驅(qū)動(dòng)電流和流入 PNP 基極的電流。
在圖 4-1 中,總電流看起來(lái)與柵極驅(qū)動(dòng)電流非常相似,因?yàn)樗亲畲蟮姆至?。但是,仍然有磁化電流通過(guò)初級(jí)側(cè)。使用方程式 2,我們可以計(jì)算此電流。通過(guò)重新排列這些項(xiàng),我們可以得出:
隨著 VPRIME 的極性交替,通過(guò)初級(jí)側(cè)的電流將上升和下降 ΔI。此電流以 0 為中心,因此峰值電流由下式給出:
隨著死區(qū)時(shí)間接近 0,磁化電流變?yōu)橐?0V 為中心的三角波。三角波的均方根 (rms) 由下式給出:
通過(guò)代入所有這些項(xiàng),我們可以生成磁化電流均方根的公式:
通過(guò)以下公式得出壓降:
通過(guò)代入前面的 Ipeak 公式,我們可以得出:
設(shè)計(jì)人員的目標(biāo)通常是實(shí)現(xiàn)低于 5% 的壓降。這也可以用 VDROOP 和 VDD 表示:
將其代入 VDROOP 公式,簡(jiǎn)化后的公式變?yōu)椋?/p>
通過(guò)滿足該條件,壓降可保持在 5% 以下。在本例中,RPRIMARY 是初級(jí)環(huán)路中所有電阻的總和。RPRIMARY 的主要分量如下:
當(dāng)驅(qū)動(dòng)器采用推挽配置時(shí),電流流經(jīng)一個(gè)輸出的上拉電阻和另一個(gè)輸出的下拉電阻。有關(guān)展示此效果的圖示,請(qǐng)參閱圖 2-1。除了輸出級(jí)的電阻外,來(lái)自分立式電阻器和變壓器初級(jí)線圈電阻的任何額外電阻都會(huì)增加總電阻。