基于LM3478的50W DCDC升降压变换器设计方案
引言
现代电子技术发展很快，半导体供应商不断推出新器件，从而推动电子应用工程师的不断创新设计，以满足市场的日益需求。本文介绍的即是基于客户的需求，应用美国国家半导体公司的新型电流型pwm芯片l
通常称之为升降压变换器sepic的简单原理如下：当sw开通时，加在l1，l2上的电压均为vin，此时cp并在l2上，且有cp上的电压与l2上的相等。当sw关断时，l1中的电流继续沿着cp、d1流向cout输出到
该电路是基于sepic拓扑、应用lm3478芯片按照客户的技术要求设计的。在该电路中，考虑到适配器的体积及储能电感磁性材料的体积，选定工作频率fs=250khz。
计算储能电感l3、l4的电感量及磁芯选择
首先由公式：d=vout/(vout+vin)计算占空比。由于最严酷条件下的电感纹波电流是在最大输入电压下，所以d=12/(12+60)≈0.167。
计算储能电感l3、l4：正常情况下，l4的大小在确保最小负载电流下使电感电流连续，且输出纹波满足指标要求。为此，我们假定在20%最小负载电流下，允许有40%的峰-峰值纹波电流流过l4。
c1、c2为输入滤波，q1、dz1、dz2、d1-1构成启动电源，l3、l4为储能电感，q2为功率mosfet，ic为pwm驱动芯片，r5为频率调整电阻，c3、c4、r2为反馈补偿，r3、r4为反馈分压电阻，r7为过电流取样电阻，c8、c9为sepic电容，r8、r9、c6、c7为吸收网络，d2为输出整流二极管，c10、c11、c12为输出滤波电容。当然要想符合emc要求，输入端还应该有共模电感，差模电感，及x、y等安规电容。
l=vdt/di;
其中dt=1/fsd=1/(250103)0.167≈0.668，v为vin在mosfet开通时的值。因此，有如下计算：
l4=60(0.66810-6/0.4)=100.2μh。取100μh的标称值。由该sepic原理及设计经验可知，作为俩个分离的储能电感，l3的取值也为：100μh。
由于该电感为储能电感，因此，对磁性材料的选取要特别注意。此处选择的材料为：magnetic公司的kool mu，相同性能的材料，其他公司又称铁硅铝。参数如下：
料号：77381-a7，黑色
尺寸：17.279.656.35(mm)，为环型磁芯
电感因数al：43(nh/n2)，n为圈数
由公式：l=aln2，可以计算出电感圈数为：
48圈，且用awg18号线绕制。l3、l4相同参数。
magnetic公司的kool mu材料，损耗少，相对成本低，也可以选同规格其他厂商铁硅铝材料。如果想进一步降低成本也可以选用国产的铁硅铝材料。
上述l3、l4为两个分离电感设计，也可以共用一个储能磁环，只是此时由于耦合电感的存在，计算的电感值为上述值的一半，为50μh。但成本低些。
pcb注意事项
由于为高频dc-dc变换,因此，pcb布线很重要。区分功率地与信号地的汇流点，驱动ic与mosfet的关系，输入滤波与输出滤波的位置等。同时注意分离元件及贴片元件的位置关系。还要考虑散热器的形状及散热面积。
关键元器件的选择及说明
功率mosfet的选择：n-fet，极低导通电阻，低门极驱动电压：5v—7v，符合pwm-ic要求，to-220ab封装，100v/85a，结温175℃。型号为vishay：sup85n10-10。
肖特基整流二极管的选择：型号为mbr20100ct，封装为to-220ab，100v/20a，正向压降低。
输入、输出滤波电解电容可由计算公式或经验选取。c8、c9可由计算公式或实验选择。取样电阻的参数可由计算及实验来确定。
样机调试中发现的问题及解决方法
按照上述原理及计算参数进行pcb的焊接及调试。发现问题如下：
由lm3478芯片的特点及典型的epic应用来看，比较适合功率等级20w以下的dc-dc变换器。而此处设计成50wdc-dc变换器，发现pwm驱动mosfet有些困难，波形畸变及mosfet功耗大，解决的方法为：在ic的6脚与mosfet的栅极之间加入一级驱动放大，即由npn和pnp对管组成的放大级。
l3、l4均取100μh的电感量在工作时发现：在输出轻载或空载时，输出纹波过大。经试验发现由电感l3引起的，根据经验及分析将l3的电感量降为50mh即可解决问题。
ic的2引脚comp对地的补偿参数c3、c4、r2：若按典型参数试验，发现样机有噪声且不稳定，经试验将c2去掉，结果没有噪声且工作稳定。
取样电阻r7：由于ic的特点使取样电阻的阀值很低，而且该dc-dc的功率相对较大，致使取样电阻r7的选取比较困难，为了降低成本选用微阻抗电阻。
结语
通过对该dc-dc变换器的拓扑结构及驱动ic的选择，设计出了满足技术要求的50w适配器，虽然调试过程中遇到了一些问题，经过试验分析得到了解决。从实际应用来看，用此原理设计出50w的电源已经很有优势了。下一步还要考虑emc及安规问题来满足国际市场的要求。实验表明，该适配器可用于宽输入电压范围的dc-dc变换器及对蓄电池充电的场合。
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通常称之为升降压变换器sepic的简单原理如下：当sw开通时，加在l1，l2上的电压均为vin，此时cp并在l2上，且有cp上的电压与l2上的相等。当sw关断时，l1中的电流继续沿着cp、d1流向cout输出到
该电路是基于sepic拓扑、应用lm3478芯片按照客户的技术要求设计的。在该电路中，考虑到适配器的体积及储能电感磁性材料的体积，选定工作频率fs=250khz。
计算储能电感l3、l4的电感量及磁芯选择
首先由公式：d=vout/(vout+vin)计算占空比。由于最严酷条件下的电感纹波电流是在最大输入电压下，所以d=12/(12+60)≈0.167。
计算储能电感l3、l4：正常情况下，l4的大小在确保最小负载电流下使电感电流连续，且输出纹波满足指标要求。为此，我们假定在20%最小负载电流下，允许有40%的峰-峰值纹波电流流过l4。
c1、c2为输入滤波，q1、dz1、dz2、d1-1构成启动电源，l3、l4为储能电感，q2为功率mosfet，ic为pwm驱动芯片，r5为频率调整电阻，c3、c4、r2为反馈补偿，r3、r4为反馈分压电阻，r7为过电流取样电阻，c8、c9为sepic电容，r8、r9、c6、c7为吸收网络，d2为输出整流二极管，c10、c11、c12为输出滤波电容。当然要想符合emc要求，输入端还应该有共模电感，差模电感，及x、y等安规电容。
l=vdt/di;
其中dt=1/fsd=1/(250103)0.167≈0.668，v为vin在mosfet开通时的值。因此，有如下计算：
l4=60(0.66810-6/0.4)=100.2μh。取100μh的标称值。由该sepic原理及设计经验可知，作为俩个分离的储能电感，l3的取值也为：100μh。
由于该电感为储能电感，因此，对磁性材料的选取要特别注意。此处选择的材料为：magnetic公司的kool mu，相同性能的材料，其他公司又称铁硅铝。参数如下：
料号：77381-a7，黑色
尺寸：17.279.656.35(mm)，为环型磁芯
电感因数al：43(nh/n2)，n为圈数
由公式：l=aln2，可以计算出电感圈数为：
48圈，且用awg18号线绕制。l3、l4相同参数。
magnetic公司的kool mu材料，损耗少，相对成本低，也可以选同规格其他厂商铁硅铝材料。如果想进一步降低成本也可以选用国产的铁硅铝材料。
上述l3、l4为两个分离电感设计，也可以共用一个储能磁环，只是此时由于耦合电感的存在，计算的电感值为上述值的一半，为50μh。但成本低些。
pcb注意事项
由于为高频dc-dc变换,因此，pcb布线很重要。区分功率地与信号地的汇流点，驱动ic与mosfet的关系，输入滤波与输出滤波的位置等。同时注意分离元件及贴片元件的位置关系。还要考虑散热器的形状及散热面积。
关键元器件的选择及说明
功率mosfet的选择：n-fet，极低导通电阻，低门极驱动电压：5v—7v，符合pwm-ic要求，to-220ab封装，100v/85a，结温175℃。型号为vishay：sup85n10-10。
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取样电阻r7：由于ic的特点使取样电阻的阀值很低，而且该dc-dc的功率相对较大，致使取样电阻r7的选取比较困难，为了降低成本选用微阻抗电阻。
结语
通过对该dc-dc变换器的拓扑结构及驱动ic的选择，设计出了满足技术要求的50w适配器，虽然调试过程中遇到了一些问题，经过试验分析得到了解决。从实际应用来看，用此原理设计出50w的电源已经很有优势了。下一步还要考虑emc及安规问题来满足国际市场的要求。实验表明，该适配器可用于宽输入电压范围的dc-dc变换器及对蓄电池充电的场合。
Lumerical关于CMOS Image Sensor的宽带模拟
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PDP电视机的工作原理、特点及优缺点