車載雙管正激直流變換器的設計

2．3 反饋電路
反饋電路如圖6所示，雙管正激直流變換器采用電壓反饋控制環(huán)路來保證在不同的負載情況下輸出電壓為一穩(wěn)定值。因輸入端與輸出端不共地，需要隔離，采用光耦P521和精密穩(wěn)壓管TL431相配合，作為參考、隔離、取樣和放大，組成負反饋環(huán)路。在次級電路中，穩(wěn)壓器件TL431作為基準和反饋誤差放大器，采樣輸出，并產(chǎn)生相應的誤差電壓。光耦的正向電流If小于5 mA時，If微小的變化會引起三極管電流Ic的劇烈變化；正向電流If大于10 mA時，光耦開始趨向飽和，因此光耦的靜態(tài)工作點設置在If=5～10 mA比較合適。TL431正常工作時，陰極電壓為2．5 V，所以R7取值1．2 kΩ，保證光耦工作在合適的靜態(tài)工作點。R11的取值要考慮兩個因素：

(1)TL431參考輸入端的電流。一般此電流為2μA，為了避免此端電流影響分壓比和避免噪音的影響，一般取流過電阻R11的電流為參考電流的100倍以上，所以此電阻要小于12．5 kΩ；
(2)損耗的要求。在小于12．5 kΩ的情況下，阻值越大，損耗越小，故R11取值10 kΩ。
根據(jù)TL431的性能，R10，R11，Vo，vr有固定的關系：
Vo=(1+R10／R11)Vr (2)
式中：Vo為輸出電壓；Vr=2．50 V為參考電壓，所以R10取值46 kΩ。
TL431的最小陰極電流為0．2 mA，為保證TL431能夠正常工作，風為TL431提供了最小陰極電流。由于TL431最小陰極電壓為2．5 V，輸出電壓為14 V，所以R8取值為10 kΩ，保證最小陰極電流。
2．4 啟動電路
啟動電路如圖7所示，啟動電路的作用在于在變換器開始工作時，給PWM調制芯片供電引腳提供電流。在變換器開始正常工作時，由供電電路給芯片提供電能，啟動電路斷開。

直流變換器剛上電時，在分壓電阻的作用下，二極管D2陽極電壓為12 V。電流經(jīng)過二極管D2后給芯片供電引腳提供電流。芯片開始工作后，輸出最大占空比，驅動MOS管。供電電路開始工作，輸出16 V電壓，高于二極管陽極電壓，二極管斷開，啟動電路不再工作。

3 變換器關鍵參數(shù)的設計以及器件的選擇
在該直流變換器中，變壓器以及輸出電感參數(shù)的計算直接決定雙管正激交換器的可靠性和效率，MOS管以及次級整流續(xù)流二極管的選擇對變換器轉換效率也有影響。
3．1 變壓器磁芯的選取
磁芯尺寸的計算方法一般有面積乘積法(AP法)和磁芯幾何參數(shù)法(KG法)，這里選用面積乘積法，計算公式如下：

式中：Aw為磁芯銅窗面積(單位：cm2)；Ae為磁芯有效截面積(單位：cm2)，PT為變壓器傳遞視在功率(單位：W)；△B為磁感應強度增量(單位：T)；fs為變壓器工作頻率(單位：Hz)；J為電流密度單位：A／cm2)，根據(jù)散熱方式不同可取300～600 A／cm2，Ku為銅窗占用系數(shù)。
設定變換器的傳輸效率為85％，最大占空比為0．4，Ku=0．2。根據(jù)式(3)計算出AP=3．15 cm4，可采用EE型磁芯EE42／42／20。