正確選擇配合MAX13256工作的變壓器

　　摘要：MAX13256是一款10W變壓器驅動(dòng)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)。與所有變壓器驅動(dòng)器一樣，為了獲取良好的系統性能需要，要求變壓器具有良好的技術(shù)指標。盡管很多變壓器都可以配合MAX13256工作，但并非所有變壓器數據手冊上都給出了針對變壓器驅動(dòng)應用規定的指標。本應用筆記討論如何選擇滿(mǎn)足應用需求的變壓器。

　　引言

　　MAX13256為小尺寸、高性能變壓器驅動(dòng)器，理想用于工業(yè)或醫療環(huán)境下的隔離電源。MAX13256為非穩壓型DC-DC轉換器件，也就是說(shuō)沒(méi)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格穩壓的設計極具吸引力。即使對于需要副邊穩壓的應用，MAX13256也能提供較強優(yōu)勢，因為增加副邊穩壓后雖然提高了成本，但性能遠遠優(yōu)于沒(méi)有任何模擬隔離反饋的方案。

　　那么，如何設定輸出電壓呢？與普通DC-DC架構不同，MAX13256始終以50%占空比驅動(dòng)變壓器，輸出電壓由變壓器繞組匝數比決定。必須根據具體應用，謹慎選擇或指定合適的變壓器。

　　為方便選擇變壓器，可簡(jiǎn)單地選擇適合MAX13256的現有產(chǎn)品，或查詢(xún)通用變壓器產(chǎn)品目錄，查找合適的產(chǎn)品。此外，變壓器供應商也提供定制設計，基本不需要NRE，而且交貨速度很快；所以，如果標準產(chǎn)品不能滿(mǎn)足需求，可進(jìn)行定制，許多變壓器廠(chǎng)商提供高指標設計。對于那些需要幫助的廠(chǎng)商，您可以提供基本的設計參考。

　　變壓器指標的主要影響

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

　　　　MAX13256功耗：受磁芯損耗和勵磁電感的影響。

　　　　變壓器功耗：受磁芯損耗、原邊電阻、勵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：受磁芯損耗和勵磁電感的影響。

　　選擇適合MAX13256的現有產(chǎn)品

　　現有產(chǎn)品通常足以滿(mǎn)足應用需求。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的額定電流。

　　如果變壓器數據手冊明確說(shuō)明其兼容MAX13256，請查閱數據手冊進(jìn)一步確認滿(mǎn)足以下要求：

　　　　隔離電壓

　　　　溫度范圍

　　　　輸出負載電流

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

　　對于變壓器驅動(dòng)電流，需要在實(shí)驗室利用各種不同負載及過(guò)溫條件對原型設計進(jìn)行驗證，這一點(diǎn)非常重要。分析中不可能包括所有因素，所以，分析數據只能作為初步設計的參考，可避免在實(shí)際電路測試中對電路的改動(dòng)不大。

　　“MAX13256兼容變壓器”電子表格

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

　　有了這些參數，即可創(chuàng )建良好設計，有些重要參數需要進(jìn)一步確認。然而，如果要求總功耗或效率指標，則必須通過(guò)原型測試才能獲得。通過(guò)驗證確保沒(méi)有超過(guò)ET乘積，以及輸出電壓足以滿(mǎn)足目標應用。

　　例如，假設輸入電源為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，負載電流0.5A。

　　通過(guò)搜索，發(fā)現一款合適的變壓器，TGMR-502V6LF 。變壓器具有足夠的隔離，溫度范圍和輸出負載驅動(dòng)能力也由于指標要求。我們利用電子表格驗證其它參數。圖1所示為參考MAX13256數據手冊輸入的第一部分內容：

　　圖1. MAX13256兼容變壓器數據示例，MAX13256部分。

　　電子表格的C3單元是MAX13256內部橋式開(kāi)關(guān)的導通電阻之和，即數據手冊中的指標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(kāi)關(guān)頻率，單位為kHz。如果使用內部振蕩器作為時(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(lái)，在第二部分輸入變壓器數據手冊參數，參見(jiàn)圖2：

　　圖2. MAX13256兼容變壓器數據示例，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載電流，本例為0.5A。在C9至C12單元輸入相應的變壓器指標。

　　圖3. MAX13256副邊整流器拓撲。

　　圖3所示為兩種常見(jiàn)的副邊整流器拓撲。如果副邊整流器拓撲為推挽式，在C11單元輸入原邊匝數的兩倍。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”。

　　該拓撲結構也影響C13單元的輸入內容。對于全波整流器，輸出電壓跌落為2倍的二極管壓降，而推挽式架構下的跌落電壓只為一個(gè)二極管壓降。查閱二極管數據手冊，確定每個(gè)二極管的預期正向導通電壓。如果尚未選擇二極管，輸入表1建議的默認值，然后在選好二極管后以接近數值替代。