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ZHCABO8A February 2022 – March 2023 LM5157 , LM5157-Q1 , LM51571-Q1 , LM5158 , LM5158-Q1 , LM51581 , LM51581-Q1

3.2.1 上限占空比和匝數(shù)比選型

在 CCM 運(yùn)行中，低側(cè)開關(guān)的占空比通過方程式 2 計(jì)算。

方程式 2.

D = \frac{\frac{N_{P}}{N_{S}} \times |V_{L O A D}|}{V_{S U P P L Y} + \frac{N_{P}}{N_{S}} \times |V_{L O A D}|}

其中

N_P 是初級側(cè)繞組的匝數(shù)，假設(shè)為 1
N_S 是次級側(cè)繞組的匝數(shù)。

當(dāng)電源電壓處于最小值時(shí)，會出現(xiàn)最大占空比。通過選擇最大占空比，可以確定次級繞組的匝數(shù)。選擇小于 50% 的占空比會帶來兩個主要好處。首先，它減少了在 CCM 運(yùn)行中占空比大于 50% 時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定運(yùn)行所需的斜率補(bǔ)償需求。至于某些寬輸入電壓設(shè)計(jì)可能無法將占空比限制在 50% 以下，LM5157x/LM5158x 為此類設(shè)計(jì)提供可編程斜率補(bǔ)償。其次，在設(shè)計(jì)更小的占空比時(shí)，轉(zhuǎn)換器的右半平面零點(diǎn) (RHPZ) 被推到更高的頻率，這有助于改善負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)并簡化控制環(huán)路補(bǔ)償計(jì)算。對于本設(shè)計(jì)，最大占空比 (D_MAX) 選擇為 50%。次級繞組的匝數(shù)使用方程式 3 計(jì)算。

方程式 3.

N_{S_c a l c} = \frac{(|V_{L O A D}|) \times (1 - D_{M A X}) \times N_{P}}{V_{S U P P L Y_m i n} \times D_{M A X}} = \frac{(|10 V|) \times (1 - 0.5) \times 1}{8 V \times 0.5} = 1.25

選擇 N_S1 為 1.2 匝數(shù)比，以實(shí)現(xiàn)最少的全匝數(shù)。其他次級繞組 N_Sx 選擇為：

繞組	匝數(shù)
N_S1	1.2
N_S2	2.4
N_S3	2.4
N_S4	2.4

在此示例中，初級繞組的最小匝數(shù)為 5，第一個次級繞組的最小匝數(shù)為 6。選擇 N_S1 后，使用方程式 4 計(jì)算最大占空比。

方程式 4.

D_{M A X} = \frac{\frac{N_{P}}{N_{S}} \times |V_{L O A D}|}{V_{S U P P L Y_m i n} + \frac{N_{P}}{N_{S}} \times |V_{L O A D}|} = \frac{\frac{1}{1.2} \times 10 V}{8 V + \frac{1}{1.2} \times 10 V} = 0.51

計(jì)算得出的 D_MAX 約為 50.1%，略高于目標(biāo)最大占空比 50%。輔助繞組的匝數(shù)使用方程式 5 計(jì)算。

方程式 5.

N_{S 2_c a l c} = N_{S 1} \times \frac{|V_{L O A D 2}|}{|V_{L O A D 1}|} = 1.2 \times \frac{20 V}{10 V} = 2.4

其中

V_Load1 是 Load1 繞組電壓