正確選擇配合MAX13256工作的變壓器

　　摘要：MAX13256是一款10W變壓器驅動器，為電氣隔離層之間的功率傳遞提供行之有效的改進技術。與所有變壓器驅動器一樣，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應用規定的指標。本應用筆記討論如何選擇滿足應用需求的變壓器。

　　引言

　　MAX13256為小尺寸、高性能變壓器驅動器，理想用于工業或醫療環境下的隔離電源。MAX13256為非穩壓型DC-DC轉換器件，也就是說沒有包含控制副邊電壓的反饋環路。考慮到這一原因，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也能提供較強優勢，因為增加副邊穩壓后雖然提高了成本，但性能遠遠優于沒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，可簡單地選擇適合MAX13256的現有產品，或查詢通用變壓器產品目錄，查找合適的產品。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，如果標準產品不能滿足需求，可進行定制，許多變壓器廠商提供高指標設計。對于那些需要幫助的廠商，您可以提供基本的設計參考。

　　變壓器指標的主要影響

　　確認變壓器滿足您對隔離的關鍵需求后，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的現有產品

　　現有產品通常足以滿足應用需求。由于商品化變壓器本身已經綜合考慮了許多因素，應優先考慮選擇這種產品。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明其兼容MAX13256，請查閱數據手冊進一步確認滿足以下要求：

　　　　隔離電壓

　　　　溫度范圍

　　　　輸出負載電流

　　然后，使用“MAX13256兼容變壓器”電子表格做進一步驗證，以免超出指標限制。例如，如果超過輸出電流指標，可能造成變壓器或MAX13256過熱。

　　對于變壓器驅動電流，需要在實驗室利用各種不同負載及過溫條件對原型設計進行驗證，這一點非常重要。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工作而設計的變壓器大多提供溫度范圍、隔離電壓、ET乘積（有時稱為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，即可創建良好設計，有些重要參數需要進一步確認。然而，如果要求總功耗或效率指標，則必須通過原型測試才能獲得。通過驗證確保沒有超過ET乘積，以及輸出電壓足以滿足目標應用。

　　例如，假設輸入電源為26V，需要有此產生隔離的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。

　　通過搜索，發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內部橋式開關的導通電阻之和，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單元是最小開關頻率，單位為kHz。如果使用內部振蕩器作為時鐘，該值為510kHz；如果使用外部時鐘，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據手冊參數，參見圖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二極管壓降。查閱二極管數據手冊，確定每個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。