PA-Switch系列集成控制器在小功率DC-DC變換器中的應(yīng)用（二）

（8）散熱

如果使用單面印制板，為了更好的散熱，推薦采用復(fù)合鋁印制板。這種印制板的底面為鋁復(fù)合層，外接散熱器可以直接固定在上面。如果采用雙面板，覆銅厚度應(yīng)加厚，以提高散熱效果。注意，如果采用復(fù)合鋁印制板，應(yīng)采取一定的屏蔽措施，以防止高頻開關(guān)噪聲信號(hào)與鋁基板發(fā)生耦合。

5．3 設(shè)計(jì)指導(dǎo)

DPA-Switch非常適合于單端正激DC-DC變換器的設(shè)計(jì)。隨著專用設(shè)計(jì)軟件PI Expert功能的不斷完善，采用DPA-Switch進(jìn)行設(shè)計(jì)已經(jīng)變得越來越簡便和快捷。有關(guān)PI Expert專用設(shè)計(jì)軟件的使用方法不在本文討論的范圍之內(nèi)，下面將要詳細(xì)討論的是采用DPA-Switch設(shè)計(jì)小功率單端正激DC-DC變換器時(shí)需要注意的各種問題。對(duì)這些問題的探討將有助于設(shè)計(jì)者更深入的了解DPA-Switch。

圖20所示為DPA-Switch控制的30W單路輸出單端正激DC-DC變換器的典型電路原理圖。其規(guī)格如表4所示：

5.3.1 系統(tǒng)要求

（1）輸入電壓范圍

設(shè)計(jì)過程中，實(shí)際輸入電壓范圍應(yīng)比規(guī)格所要求的要寬。由表4可知，變換器要求的輸入電壓范圍為36V－75V，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)留有裕量，最低輸入直流電壓可設(shè)為30V，最高輸入直流電壓可設(shè)為90V。

（2）輸出特性

反饋環(huán)路采用帶頻率補(bǔ)償?shù)腡L431進(jìn)行控制。輸出濾波電感和輸出濾波電容的大小對(duì)噪聲和紋波的影響很大，如何選取稍后討論。

（3）輸出整流電路

如果考慮成本，輸出整流電路可以選用肖特基二極管；如果要進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率，輸出整流電路可以采用同步整流電路。需要注意的是普通的超快恢復(fù)二極管在這里并不適用。有關(guān)同步整流的電路詳細(xì)討論也在稍后討論。

（4）效率

變換器的效率當(dāng)然是越高越好，但實(shí)際當(dāng)中設(shè)計(jì)者不得不權(quán)衡利弊，考慮成本以及電路復(fù)雜程度等問題。圖20所示的電路，在中等負(fù)載條件下的效率超過85％。如果變換器未采用同步整流電路，DPA-Switch的功耗將占到系統(tǒng)總功耗的25％，輸出整流電路的功耗將占到系統(tǒng)總功耗的40％，磁性部件的功耗將占到系統(tǒng)總功耗的30％。當(dāng)采用同步整流電路時(shí)，變換器的效率能夠提高到90％。目前，下一代DPA-Switch正在開發(fā)當(dāng)中，由于其RDS(ON)更低，變換器的效率有望得到進(jìn)一步的提高。另外，增大磁芯的體積，提高工作頻率都有助于提高變換器的效率，但變換器的成本和電路復(fù)雜程度也會(huì)相應(yīng)提高，設(shè)計(jì)時(shí)必須綜合考慮。

（5）溫度

DC－DC變換器的工作溫度范圍通常都比較寬，而無源器件的特性受溫度的影響比較大。因此，元器件必須經(jīng)過認(rèn)真篩選。輸出電容器和反饋環(huán)路元件的選擇非常關(guān)鍵，關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，詳細(xì)內(nèi)容也在稍后討論。

5.3.2 偏置電壓

獲取DPA-Switch偏置電壓的方法通常有三種：

　?。╝）如果輸入電壓范圍在18VDC－36VDC，可以直接由輸入電壓向DPA-Switch提供偏置電壓，參見圖21；

　?。╞）在變壓器上增加偏置繞組，參見圖22；

　?。╟）在輸出耦合電感上增加偏置繞組，參見圖20。