ZHCU677C June   2019  – July 2022

 

  1.   说明
  2.   资源
  3.   特性
  4.   应用
  5.   5
  6. 1系统说明
    1. 1.1 关键系统规格
  7. 2系统概述
    1. 2.1 方框图
    2. 2.2 重点产品
      1. 2.2.1  UCC21530
      2. 2.2.2  AMC1311
      3. 2.2.3  AMC3302
      4. 2.2.4  AMC3306M05
      5. 2.2.5  LM76003
      6. 2.2.6  LMZ31707
      7. 2.2.7  OPA320
      8. 2.2.8  ISO7721
      9. 2.2.9  SN6501
      10. 2.2.10 SN6505B
      11. 2.2.11 TMP235
      12. 2.2.12 LMT87
      13. 2.2.13 TL431
      14. 2.2.14 LMV762
      15. 2.2.15 TMS320F280049 C2000 MCU
      16. 2.2.16 TMDSCNCD280049C
    3. 2.3 系统设计原理
      1. 2.3.1 具有电源系统的双有源电桥模拟
      2. 2.3.2 双有源电桥 - 开关序列
      3. 2.3.3 双有源电桥 - 零电压开关 (ZVS)
      4. 2.3.4 双有源电桥 - 设计注意事项
        1. 2.3.4.1 漏电感器
        2. 2.3.4.2 电感对电流的影响
        3. 2.3.4.3 移相
        4. 2.3.4.4 电容器选型
        5. 2.3.4.5 软开关范围
        6. 2.3.4.6 开关频率
        7. 2.3.4.7 变压器选型
        8. 2.3.4.8 SiC MOSFET 选型
      5. 2.3.5 损耗分析
        1. 2.3.5.1 设计方程式
        2. 2.3.5.2 SiC MOSFET 和二极管损耗
        3. 2.3.5.3 变压器损耗
        4. 2.3.5.4 电感器损耗
        5. 2.3.5.5 栅极驱动器损耗
        6. 2.3.5.6 效率
        7. 2.3.5.7 散热注意事项
  8. 3电路说明
    1. 3.1 功率级
    2. 3.2 直流电压检测
      1. 3.2.1 初级侧直流电压检测
      2. 3.2.2 次级侧直流电压检测
    3. 3.3 电流检测
    4. 3.4 功率结构
      1. 3.4.1 辅助电源
      2. 3.4.2 检测电路的隔离式电源
    5. 3.5 栅极驱动器
      1. 3.5.1 栅极驱动器电路
      2. 3.5.2 栅极驱动器偏置电源
      3. 3.5.3 栅极驱动器分立式电路 - 短路检测和两级关断
  9. 4硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 4.1 所需的硬件和软件
      1. 4.1.1 硬件
      2. 4.1.2 软件
        1. 4.1.2.1 软件入门
        2. 4.1.2.2 引脚配置
        3. 4.1.2.3 PWM 配置
        4. 4.1.2.4 高分辨率相移配置
        5. 4.1.2.5 ADC 配置
        6. 4.1.2.6 ISR 结构
    2. 4.2 测试设置
    3. 4.3 PowerSUITE GUI
    4. 4.4 实验
      1. 4.4.1 实验 1
      2. 4.4.2 实验 2
      3. 4.4.3 实验 3
      4. 4.4.4 实验 4
      5. 4.4.5 实验 5
    5. 4.5 测试结果
      1. 4.5.1 开环性能
      2. 4.5.2 闭环性能
  10. 5设计文件
    1. 5.1 原理图
    2. 5.2 物料清单
    3. 5.3 PCB 布局建议
      1. 5.3.1 布局图
    4. 5.4 Altium 项目
    5. 5.5 Gerber 文件
    6. 5.6 装配图
  11. 6相关文档
    1. 6.1 商标
  12. 7术语
  13. 8作者简介
  14. 9修订历史记录

2.3.4.7 变压器选型

在电源设计中，变压器和电感器是影响设计尺寸的主要因素。提高工作频率可以缩小设计尺寸，增加开关频率超过特定值便会影响功率模块的效率。这是趋肤效应在电流流经导体表面时的频率下会变得非常大。与趋肤效应类似，还存在邻近效应，使电流仅在彼此最靠近的表面上流动。另外，从高频设计中的邻近角度来看，必须优化导体尺寸和层数。借助平面变压器，可以实现更多的交错来减少邻近效应。可以对这种交错进行调整，以产生特定的电流泄漏量，从而有助于功率传输并实现 ZVS。

与传统变压器相比，平面变压器可以提供以下优势，因此本参考设计中使用了平面变压器：

  • 平面磁体具有非常高的功率密度。与具有相同功率额定值的传统变压器相比，它们更加紧凑小巧，占用空间更少。
  • 它们能够实现更多的交错来减少交流导体损耗。
  • 各匝和各层之间的间距一致，因此寄生效应一致。漏电感和绕组内电容可以保持为易于预测且严格控制的值。
  • 通过平面磁体可严格控制漏电感。
  • 变压器尺寸紧凑，可以支持将变压器自身与额外的匀场电感器集成，而无需在电路板上单独增加元件。

着重介绍了为本应用选择的实际平面变压器，并详细说明了损耗数字。

仅靠漏电感器无法确保直到轻载条件下一直保持软开关。如前所述，通过增加电感值来增加软开关范围时会增加 RMS 电流。在实践中，选择漏电感以便只能在高达 ½ 或 1/3 额定负载条件下提供软开关。超过此点后，则变压器磁化电感用于确保轻载附近的软开关。磁化电感通常选择为 10 倍的漏电感作为此优化的起点。