전원 설계 기술 정보 사이트

기술 자료 다운로드

2020.12.09 AC/DC

트랜스 T1의 설계 -제2장-

SiC-MOSFET를 사용한 절연형 의사 공진 (Quasi-Resonant) 컨버터의 설계 사례

트랜스 T1의 설계 -제1장-」에서는 하기 산출 방법의 ①~③까지 설명했습니다. 이번에는 제2장으로서 ④~⑥에 대해 설명하겠습니다.

  • ①플라이백 전압 VOR의 설정
  • ②1차측 권선 인덕턴스 Lp, 1차측 최대 전류 Ippk의 산출
  • ③트랜스 사이즈 결정
  • ④1차측 권선수 Np의 산출
  • ⑤2차측 권선수 Ns의 산출
  • ⑥VCC 권선수 Nd의 산출

트랜스 설계를 위해 도출해야 하는 파라미터는 「코어 사이즈」, 「Lp의 인덕턴스」, 「Np/Ns / Nd의 권선」입니다. 「제1장」에서는, 「코어 사이즈」와 「Lp의 인덕턴스」를 산출하였습니다.

트랜스 설계에 필요한 파라미터

트랜스 코어 사이즈 EFD30 (또는 호환품)
Lp (1차측 권선 인덕턴스) 1750µH
Np (1차측 권선수)
Ns (2차측 권선수)
Nd (VCC 권선수)

T1에 부여되는 조건은 출력 24V 1A, VIN (DC)=300V~900V입니다.

회로도는 필요에 따라 본 링크 (클릭)를 참조하여 주십시오.

④1차측 권선수 Np의 산출

4번째로, 1차측 권선수 Np를 산출합니다. 일반적인 페라이트 코어의 자속 밀도 B (T)의 최대치는 100℃에서 0.4T이므로, Bsat=0.3T로 합니다.

자기 포화를 일으키지 않도록, AL-Value-NI 특성을 확인하여, 포화되지 않는 영역에서 사용해야 합니다. 확인 시에는 AL-Value-NI 특성 그래프를 이용합니다.

예를 들어, Np=50turn으로 하면,

상기와 같은 결과로, 포화 영역에 포함됩니다.

이 포화 영역에 포함되지 않도록 1차 권선수를 설정합니다.

Np=64turn인 경우에는,

상기와 같은 결과로, 포화되지 않는 영역이 됩니다. 따라서, Np=64turn으로 합니다.

⑤2차측 권선수 Ns의 산출

다음으로, 2차측 권선수 Ns를 산출합니다. 「①플라이백 전압 VOR의 설정」에서 Np/Ns=8을 구했으므로, 하기 식을 사용하여 산출합니다.

⑥VCC 권선수 Nd의 산출

하기 식에서 VCC 권선수 Nd를 산출합니다. VCC=24V, Vf_vcc=1V로 합니다.

VCC의 24V는, 본 설계 예에서 사용하는 IC인 BD7682FJ-LB의 VCC 표준 요구 전압입니다. SiC-MOSFET를 구동하므로 게이트 전압 (OUT 단자 클램프 전압)은 18V (typ)를 필요로 합니다.

이로써 필요한 파라미터를 모두 산출하였습니다. 앞에서 기재한 표에 하기와 같이 수치를 기입하였습니다.

트랜스 설계에 필요한 파라미터

트랜스 코어 사이즈 EFD30 (또는 호환품)
Lp (1차측 권선 인덕턴스) 1750µH
Np (1차측 권선수) 64 turns
Ns (2차측 권선수) 8 turns
Nd (VCC 권선수) 8 turns

하기 그림은 이러한 파라미터를 바탕으로 한 트랜스 설계 사례입니다.

키 포인트

・트랜스 T1의 코어 사이즈, 1차측 인덕턴스, 각 권선수를 순서대로 계산한다.

・설계편 제1탄의 「절연형 플라이백 컨버터 회로 설계」와 거의 동일한 개념으로 산출할 수 있다.

기술 자료 다운로드