無(wú)需光耦合器的反激式轉(zhuǎn)換器

反激式轉(zhuǎn)換器通常用于需要對(duì)電源電壓進(jìn)行電氣隔離并且傳輸功率相對(duì)較低的應(yīng)用中。輸出功率低于60 W時(shí)通常采用反激式轉(zhuǎn)換器。

對(duì)于電氣隔離電源，您必須確定電氣隔離控制器IC在初級(jí)或次級(jí)的哪一端將會(huì)導(dǎo)通。如果它位于次級(jí)端，則必須通過(guò)電氣隔離提供對(duì)初級(jí)端電源開(kāi)關(guān)的控制。

無(wú)論是初級(jí)端的控制器還是次級(jí)端的控制器，在兩種架構(gòu)中都需要可越過(guò)電氣隔離進(jìn)行信號(hào)傳輸?shù)穆窂?。常用路徑?a href="http://wenjunhu.com/yuanqijian/guangou/" target="_blank">光耦合器（或光隔離器）。然而，它們都會(huì)帶來(lái)一些不利因素。它們的額定溫度通常僅為85°C，電流傳輸比(CTR)隨時(shí)間而改變，這意味著它們的傳輸行為在電路使用壽命期間會(huì)發(fā)生變化。此外，還需要其他元件來(lái)控制光耦合器。如果使用光耦合器，隔離式電源的反饋環(huán)路速度通常很慢。近年來(lái)，針對(duì)該問(wèn)題已開(kāi)發(fā)出一些簡(jiǎn)潔的解決方案。第一種解決方案是反激式控制器，它不直接測(cè)量輸出電壓。通過(guò)監(jiān)測(cè)初級(jí)端變壓器繞組兩端的電壓，可以得到有關(guān)實(shí)際輸出電壓足夠準(zhǔn)確的判據(jù)。該調(diào)節(jié)精度取決于應(yīng)用的常用條件，包括輸入和輸出電壓、負(fù)載變化和電壓變化。

不過(guò)，對(duì)于許多應(yīng)用而言，±10%至±15%的調(diào)節(jié)精度已經(jīng)足夠。圖1所示為L(zhǎng)T8301。由于集成了電源開(kāi)關(guān)，并采用SOT23封裝，IC僅需很少的外部元件。電路的隔離擊穿電壓僅取決于所用變壓器。因此可提供極大的靈活性，尤其是在要求非常高的隔離電壓時(shí)。

圖1. 無(wú)需隔離反饋路徑的LT8301反激式穩(wěn)壓器。

然而，對(duì)于需要更高輸出電壓控制精度的應(yīng)用，另一個(gè)有趣的解決方案最近才剛剛上市。ADI公司向市場(chǎng)推出了一款反激式控制器ADP1071，它包含一個(gè)采用iCoupler?技術(shù)的完全集成式反饋路徑。

圖2顯示了僅需極少數(shù)量無(wú)源元件的電路。ADP1071包含初級(jí)端控制器、可提高轉(zhuǎn)換效率的次級(jí)端有源整流控制器，以及完全集成式反饋路徑，可實(shí)現(xiàn)非?？焖俚姆答伃h(huán)路。通過(guò)采用該解決方案，輸出電壓調(diào)節(jié)非常準(zhǔn)確，更重要的是非常快速，即使在負(fù)載瞬變很大時(shí)也不例外?？稍试S的工作溫度高達(dá)125°C硅片溫度。

圖2. ADP1071反激式控制器具有集成式反饋路徑，可實(shí)現(xiàn)非常精確的調(diào)節(jié)。

其最大隔離電壓取決于所選變壓器以及開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器IC采用的隔離技術(shù)。芯片的最大隔離電壓為5 kV。已申請(qǐng)符合VDE V 0884-10的增強(qiáng)絕緣分類等級(jí)。

上述有趣的解決方案可用于開(kāi)發(fā)電氣隔離電源。根據(jù)應(yīng)用情況，無(wú)需反饋路徑的解決方案或具有完全集成式反饋路徑的解決方案都有可能是合適的。由于不再受光耦合器85°C工作溫度的LT8301 限制，因此可實(shí)現(xiàn)功率密度非常高的緊湊型電源設(shè)計(jì)。

作者簡(jiǎn)介

Frederik Dostal曾就讀于德國(guó)埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年加入電源管理業(yè)務(wù)部門，曾擔(dān)任各種應(yīng)用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負(fù)責(zé)開(kāi)關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司擔(dān)任電源管理現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師。