利用LM3478設計50W DC-DC升降壓變換器(07-100)

　　該電路是基于SEPIC拓撲、應用LM3478芯片按照客戶的技術要求設計的。在該電路中，考慮到適配器的體積及儲能電感磁性材料的體積，選定工作頻率Fs＝250KHz。

　　計算儲能電感L3、L4的電感量及磁芯選擇

　　首先由公式：D＝Vout/(Vout+Vin)計算占空比。由于最嚴酷條件下的電感紋波電流是在最大輸入電壓下，所以D＝12/(12+60)≈0.167。

　　計算儲能電感l(wèi)3、L4：正常情況下，L4的大小在確保最小負載電流下使電感電流連續(xù)，且輸出紋波滿足指標要求。為此，我們假定在20%最小負載電流下，允許有40%的峰-峰值紋波電流流過L4。

　　C1、C2為輸入濾波，Q1、DZ1、DZ2、D1-1構成啟動電源，L3、L4為儲能電感，Q2為功率MOSFET，IC為PWM驅動芯片，R5為頻率調整電阻，C3、C4、R2為反饋補償，R3、R4為反饋分壓電阻，R7為過電流取樣電阻，C8、C9為SEPIC電容，R8、R9、C6、C7為吸收網絡，D2為輸出整流二極管，C10、C11、C12為輸出濾波電容。當然要想符合EMC要求，輸入端還應該有共模電感，差模電感，及X、Y等安規(guī)電容。

　　L＝V×dt/di；

　　其中dt＝1/Fs×D＝1/(250×103)×0.167≈0.668，V為Vin在MOSFET開通時的值。因此，有如下計算：

　　L4＝60×(0.668×10-6/0.4)＝100.2μH。取100μH的標稱值。由該SEPIC原理及設計經驗可知，作為倆個分離的儲能電感，L3的取值也為：100μH。

　　由于該電感為儲能電感，因此，對磁性材料的選取要特別注意。此處選擇的材料為：Magnetic公司的Kool Mu，相同性能的材料，其他公司又稱鐵硅鋁。參數如下：

　　·料號：77381-A7，黑色

　　·尺寸：17.27×9.65×6.35(mm)，為環(huán)型磁芯

　　·電感因數AL：43(nH/N2)，N為圈數

　　由公式：L＝AL×N2，可以計算出電感圈數為：

　　48圈，且用AWG18號線繞制。L3、L4相同參數。

　　·Magnetic公司的Kool Mu材料，損耗少，相對成本低，也可以選同規(guī)格其他廠商鐵硅鋁材料。如果想進一步降低成本也可以選用國產的鐵硅鋁材料。

　　上述L3、L4為兩個分離電感設計，也可以共用一個儲能磁環(huán)，只是此時由于耦合電感的存在，計算的電感值為上述值的一半，為50μH。但成本低些。

　　PCB注意事項

　　由于為高頻DC-DC變換,因此，PCB布線很重要。區(qū)分功率地與信號地的匯流點，驅動IC與MOSFET的關系，輸入濾波與輸出濾波的位置等。同時注意分離元件及貼片元件的位置關系。還要考慮散熱器的形狀及散熱面積。

　　關鍵元器件的選擇及說明

　　功率MOSFET的選擇：N-FET，極低導通電阻，低門極驅動電壓：5V—7V，符合PWM-IC要求，TO-220AB封裝，100V/85A，結溫175℃。型號為VISHAY：SUP85N10-10。

　　肖特基整流二極管的選擇：型號為MBR20100CT，封裝為TO-220AB，100V/20A，正向壓降低。

　　輸入、輸出濾波電解電容可由計算公式或經驗選取。C8、C9可由計算公式或實驗選擇。取樣電阻的參數可由計算及實驗來確定。