ZHCAD22 august   2023 LMR38020

 

  1.   1
  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
  5. 2Fly-Buck 转换器
  6. 3Fly-Buck 基本操作
    1. 3.1 稳态运行的基本间隔
    2. 3.2 漏电感对 Fly-Buck 运行的影响
  7. 4设计采用 LMR38020 的 Fly-Buck 转换器
    1. 4.1 IC 选择
    2. 4.2 所设置的开关频率
    3. 4.3 变压器设计
      1. 4.3.1 匝数比
      2. 4.3.2 励磁电感
      3. 4.3.3 检查 Ipk
    4. 4.4 输出电容器选型
      1. 4.4.1 初级输出电容器
      2. 4.4.2 次级输出电容器
    5. 4.5 次级输出二极管
    6. 4.6 预载电阻器
  8. 5基准测试结果
    1. 5.1 稳态下的典型开关波形
    2. 5.2 启动
    3. 5.3 效率
    4. 5.4 负载调整率
    5. 5.5 短路
    6. 5.6 热性能
  9. 6设计注意事项
  10. 7总结
  11. 8参考文献

3.1 稳态运行的基本间隔

图 3-1 显示了 Fly-Buck™ 转换器的典型稳态波形，其中 Vpri 是耦合电感器两端的初级电压，im 是磁化电流，im 和 isec 是初级侧电流和次级侧电流。

Fly-Buck™ 转换器基本上有两种运行模式：TON 和 TOFF。

GUID-20230801-SS0I-XMSK-685T-K1S7F7SJG2Q4-low.svg图 3-1 Fly-Buck™ 稳态运行波形

TON 模式

当主开关 (HS) 导通时，该模式与传统同步降压转换器相同。低侧 (LS) 开关的电压应力为输入电压 (VIN)。与在常规降压转换器中一样，磁化电感 Lm 由输入电压减去初级输出电压进行充电。二极管 D2 根据绕组极性配置反向偏置，因而次级绕组电流保持为零，D2 的电压应力为 (N2/N1)×(VIN-VOUT1)+VOUT2。隔离式输出电容器 COUT2 为负载电流供电。

TOFF 模式

在此模式下，LS 为 ON，HS 为 OFF。Vpri 变为负值，正向偏置 D2 以迫使次级电流流动，从而将耦合电感器中存储的部分能量传输到次级输出电容器 COUT2 和负载 RLoad2。

与降压转换器不同，由于向两个负载 IOUT1 和 IOUT2 提供电流，Fly-buck 中的 ipri 会以更快的速率下降。

次级电流波形由负载、漏电感和输出电容决定。在一个开关周期结束时，ipri 的电流方向（正或负）取决于包括 IOUT2: IOUT1 的电流比和电流纹波在内的因素。

初级输出电压与降压转换器相同，可通过方程式 1 计算得出。

方程式 1. VOUT1=TONTON+TFFVIN=D×VIN

次级输出电压可由方程式 2 计算得出。

方程式 2. VOUT2=VOUT1×N2N1-VF

其中

  • N1 和 N2 是初级绕组和次级绕组的匝数
  • VF 是次级整流二极管的正向压降