正確選擇配合MAX13256工作的變壓器

　　摘要：MAX13256是一款10W變壓器驅(qū)動器，為電氣隔離層之間的功率傳遞提供行之有效的改進(jìn)技術(shù)。與所有變壓器驅(qū)動器一樣，為了獲取良好的系統(tǒng)性能需要，要求變壓器具有良好的技術(shù)指標(biāo)。盡管很多變壓器都可以配合MAX13256工作，但并非所有變壓器數(shù)據(jù)手冊上都給出了針對變壓器驅(qū)動應(yīng)用規(guī)定的指標(biāo)。本應(yīng)用筆記討論如何選擇滿足應(yīng)用需求的變壓器。

　　引言

　　MAX13256為小尺寸、高性能變壓器驅(qū)動器，理想用于工業(yè)或醫(yī)療環(huán)境下的隔離電源。MAX13256為非穩(wěn)壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器件，也就是說沒有包含控制副邊電壓的反饋環(huán)路?？紤]到這一原因，MAX13256對于副邊電源不需要嚴(yán)格穩(wěn)壓的設(shè)計(jì)極具吸引力。即使對于需要副邊穩(wěn)壓的應(yīng)用，MAX13256也能提供較強(qiáng)優(yōu)勢，因?yàn)樵黾痈边叿€(wěn)壓后雖然提高了成本，但性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于沒有任何模擬隔離反饋的方案。

　　那么，如何設(shè)定輸出電壓呢？與普通DC-DC架構(gòu)不同，MAX13256始終以50%占空比驅(qū)動變壓器，輸出電壓由變壓器繞組匝數(shù)比決定。必須根據(jù)具體應(yīng)用，謹(jǐn)慎選擇或指定合適的變壓器。

　　為方便選擇變壓器，可簡單地選擇適合MAX13256的現(xiàn)有產(chǎn)品，或查詢通用變壓器產(chǎn)品目錄，查找合適的產(chǎn)品。此外，變壓器供應(yīng)商也提供定制設(shè)計(jì)，基本不需要NRE，而且交貨速度很快；所以，如果標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品不能滿足需求，可進(jìn)行定制，許多變壓器廠商提供高指標(biāo)設(shè)計(jì)。對于那些需要幫助的廠商，您可以提供基本的設(shè)計(jì)參考。

　　變壓器指標(biāo)的主要影響

　　確認(rèn)變壓器滿足您對隔離的關(guān)鍵需求后，還要考慮其它因素。以下是變壓器指標(biāo)的主要影響因素：

　　　　MAX13256功耗：受磁芯損耗和勵(lì)磁電感的影響。

　　　　變壓器功耗：受磁芯損耗、原邊電阻、勵(lì)磁電感和副邊電阻的影響。

　　　　輸出電壓：受原邊電阻和副邊繞組的影響。

　　　　峰值輸出電流：受磁芯損耗和勵(lì)磁電感的影響。

　　選擇適合MAX13256的現(xiàn)有產(chǎn)品

　　現(xiàn)有產(chǎn)品通常足以滿足應(yīng)用需求。由于商品化變壓器本身已經(jīng)綜合考慮了許多因素，應(yīng)優(yōu)先考慮選擇這種產(chǎn)品。變壓器通常給出特定溫度范圍內(nèi)的額定電流。

　　如果變壓器數(shù)據(jù)手冊明確說明其兼容MAX13256，請查閱數(shù)據(jù)手冊進(jìn)一步確認(rèn)滿足以下要求：

　　　　隔離電壓

　　　　溫度范圍

　　　　輸出負(fù)載電流

　　然后，使用“MAX13256兼容變壓器”電子表格做進(jìn)一步驗(yàn)證，以免超出指標(biāo)限制。例如，如果超過輸出電流指標(biāo)，可能造成變壓器或MAX13256過熱。

　　對于變壓器驅(qū)動電流，需要在實(shí)驗(yàn)室利用各種不同負(fù)載及過溫條件對原型設(shè)計(jì)進(jìn)行驗(yàn)證，這一點(diǎn)非常重要。分析中不可能包括所有因素，所以，分析數(shù)據(jù)只能作為初步設(shè)計(jì)的參考，可避免在實(shí)際電路測試中對電路的改動不大。

　　“MAX13256兼容變壓器”電子表格

　　針對配合MAX13256工作而設(shè)計(jì)的變壓器大多提供溫度范圍、隔離電壓、ET乘積（有時(shí)稱為ET常數(shù)）、最大副邊（輸出）電流，以及原邊和副邊電阻等參數(shù)。但通常缺少磁芯損耗和勵(lì)磁電感。

　　有了這些參數(shù)，即可創(chuàng)建良好設(shè)計(jì)，有些重要參數(shù)需要進(jìn)一步確認(rèn)。然而，如果要求總功耗或效率指標(biāo)，則必須通過原型測試才能獲得。通過驗(yàn)證確保沒有超過ET乘積，以及輸出電壓足以滿足目標(biāo)應(yīng)用。

　　例如，假設(shè)輸入電源為26V，需要有此產(chǎn)生隔離的5V電源。器件工作在商用溫度范圍，需要5kV隔離，負(fù)載電流0.5A。

　　通過搜索，發(fā)現(xiàn)一款合適的變壓器，TGMR-502V6LF 。變壓器具有足夠的隔離，溫度范圍和輸出負(fù)載驅(qū)動能力也由于指標(biāo)要求。我們利用電子表格驗(yàn)證其它參數(shù)。圖1所示為參考MAX13256數(shù)據(jù)手冊輸入的第一部分內(nèi)容：

　　圖1. MAX13256兼容變壓器數(shù)據(jù)示例，MAX13256部分。

　　電子表格的C3單元是MAX13256內(nèi)部橋式開關(guān)的導(dǎo)通電阻之和，即數(shù)據(jù)手冊中的指標(biāo)ROH和ROL之和，典型值為1.6Ω。按照最差工作條件分析，將C3單元更改為2.5Ω。電子表格C4單元是最小開關(guān)頻率，單位為kHz。如果使用內(nèi)部振蕩器作為時(shí)鐘，該值為510kHz；如果使用外部時(shí)鐘，在此輸入CLK引腳的最低頻率。

　　接下來，在第二部分輸入變壓器數(shù)據(jù)手冊參數(shù)，參見圖2：

　　圖2. MAX13256兼容變壓器數(shù)據(jù)示例，變壓器部分。

　　在電子表格C7單元輸入MAX13256 VDD引腳的電壓，本例為26V。在C8單元輸入最大輸出負(fù)載電流，本例為0.5A。在C9至C12單元輸入相應(yīng)的變壓器指標(biāo)。

　　圖3. MAX13256副邊整流器拓?fù)洹?/em>

　　圖3所示為兩種常見的副邊整流器拓?fù)?。如果副邊整流器拓?fù)錇橥仆焓?，在C11單元輸入原邊匝數(shù)的兩倍。例如，如果使用TGMR-512V6LF，即推挽式整流器，則在C11單元輸入“8”，在C12單元中輸入“1”。

　　該拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也影響C13單元的輸入內(nèi)容。對于全波整流器，輸出電壓跌落為2倍的二極管壓降，而推挽式架構(gòu)下的跌落電壓只為一個(gè)二極管壓降。查閱二極管數(shù)據(jù)手冊，確定每個(gè)二極管的預(yù)期正向?qū)妷?。如果尚未選擇二極管，輸入表1建議的默認(rèn)值，然后在選好二極管后以接近數(shù)值替代。