利用LM3478设计50W DC-DC升降压变换器(07-100)

　　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＝V×dt/di；

　　其中dt＝1/Fs×D＝1/(250×103)×0.167≈0.668，V为Vin在MOSFET开通时的值。因此，有如下计算：

　　L4＝60×(0.668×10-6/0.4)＝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：17.27×9.65×6.35(mm)，为环型磁芯

　　·电感因数AL：43(nH/N2)，N为圈数

　　由公式：L＝AL×N2，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。