车载双管正激直流变换器的设计

2．3 反馈电路
反馈电路如图6所示，双管正激直流变换器采用电压反馈控制环路来保证在不同的负载情况下输出电压为一稳定值。因输入端与输出端不共地，需要隔离，采用光耦P521和精密稳压管TL431相配合，作为参考、隔离、取样和放大，组成负反馈环路。在次级电路中，稳压器件TL431作为基准和反馈误差放大器，采样输出，并产生相应的误差电压。光耦的正向电流If小于5 mA时，If微小的变化会引起三极管电流Ic的剧烈变化；正向电流If大于10 mA时，光耦开始趋向饱和，因此光耦的静态工作点设置在If=5～10 mA比较合适。TL431正常工作时，阴极电压为2．5 V，所以R7取值1．2 kΩ，保证光耦工作在合适的静态工作点。R11的取值要考虑两个因素：

(1)TL431参考输入端的电流。一般此电流为2μA，为了避免此端电流影响分压比和避免噪音的影响，一般取流过电阻R11的电流为参考电流的100倍以上，所以此电阻要小于12．5 kΩ；
(2)损耗的要求。在小于12．5 kΩ的情况下，阻值越大，损耗越小，故R11取值10 kΩ。
根据TL431的性能，R10，R11，Vo，vr有固定的关系：
Vo=(1+R10／R11)Vr (2)
式中：Vo为输出电压；Vr=2．50 V为参考电压，所以R10取值46 kΩ。
TL431的最小阴极电流为0．2 mA，为保证TL431能够正常工作，风为TL431提供了最小阴极电流。由于TL431最小阴极电压为2．5 V，输出电压为14 V，所以R8取值为10 kΩ，保证最小阴极电流。
2．4 启动电路
启动电路如图7所示，启动电路的作用在于在变换器开始工作时，给PWM调制芯片供电引脚提供电流。在变换器开始正常工作时，由供电电路给芯片提供电能，启动电路断开。

直流变换器刚上电时，在分压电阻的作用下，二极管D2阳极电压为12 V。电流经过二极管D2后给芯片供电引脚提供电流。芯片开始工作后，输出最大占空比，驱动MOS管。供电电路开始工作，输出16 V电压，高于二极管阳极电压，二极管断开，启动电路不再工作。

3 变换器关键参数的设计以及器件的选择
在该直流变换器中，变压器以及输出电感参数的计算直接决定双管正激交换器的可靠性和效率，MOS管以及次级整流续流二极管的选择对变换器转换效率也有影响。
3．1 变压器磁芯的选取
磁芯尺寸的计算方法一般有面积乘积法(AP法)和磁芯几何参数法(KG法)，这里选用面积乘积法，计算公式如下：

式中：Aw为磁芯铜窗面积(单位：cm2)；Ae为磁芯有效截面积(单位：cm2)，PT为变压器传递视在功率(单位：W)；△B为磁感应强度增量(单位：T)；fs为变压器工作频率(单位：Hz)；J为电流密度单位：A／cm2)，根据散热方式不同可取300～600 A／cm2，Ku为铜窗占用系数。
设定变换器的传输效率为85％，最大占空比为0．4，Ku=0．2。根据式(3)计算出AP=3．15 cm4，可采用EE型磁芯EE42／42／20。