使用SiC-MOSFET的隔离型准谐振转换器的设计案例-变压器T1的设计(1)

从本文开始进入具体的设计，比如计算相关电路常数等。首先是变压器T1的设计。计算步骤如下。这与“隔离型反激式转换器电路设计：变压器设计（数值计算）”中的思路基本相同，可以参考这篇文章中的内容。

• ①反激式电压VOR的设定
• ②一次侧绕组电感值Lp、一次侧的最大电流Ippk的计算
• ③变压器尺寸的决定
• ④一次侧绕组数Np的计算
• ⑤二次侧绕组数Ns的计算
• ⑥VCC绕组数Nd的计算

为进行变压器设计，必须推导出来的参数有：“铁芯尺寸”、“Lp电感值”、“Np/Ns/Nd的匝数”。

另外，赋予T1的条件为：输出24V1A，VIN(DC)＝300V～900V。

电路图请随时参考上一篇文章给出的电路图。

①反激式电压VOR的设定

反激式电压VOR是VO（二次侧Vout加上二次侧二极管DN1的VF）乘以变压器的匝比Np：Ns得到的值。确定VOR后，求匝比Np：Ns和占空比。基本公式和示例如下。（电路图中缺少DN1的描述，实际上在T1的二次侧连接的2个二极管就是DN1）

设置VOR值时，请考虑到MOSFET的损耗等，使Duty达到0.5以下。图中是MOSFET的Vds波形。

②一次侧绕组电感值Lp、一次侧的最大电流Ippk的计算

确定最低输入时（VIN=300V）、最大负载时的最低振荡频率fsw后，求一次绕组电感值Lp和一次侧的最大电流Ippk。

设最低输入时（VIN=300V）的最低振荡频率 fsw=92kHz。另外，其他参数如下：

• ・根据Po=24V X 1A=24W，考虑到过负载保护等，
  设Po(max)=30W（降额：0.8）
• ・变压器转换效率η=85%
• ・谐振用电容器容值Cv=100pF

③变压器铁芯尺寸的决定

根据Po(max)=30W，并稍微留些余量，变压器铁芯尺寸选择EFD30。下表是相对于输出功率Po的适当的铁芯尺寸参考标准。具体请向变压器厂商确认。

这样，所需的“铁芯尺寸”、“Lp电感值”就确定了。“Np/Ns/Nd的匝数”将在下一篇文章中进行计算。

变压器设计所需的参数

变压器铁芯尺寸	EFD30（或替代产品）
Np（一次侧匝数）	1750µH
Np（一次侧匝数）	（下一篇）
Ns（二次侧匝数）	（下一篇）
Nd（VCC匝数）	（下一篇）

审核编辑：汤梓红