無需專用隔離反饋回路的簡潔反激式控製器設計
發布時間:2025-02-12 來源:亞德諾半導體 責任編輯:lina
【導讀】傳統的隔離型反激式轉換器的架構中,轉換器的功率等級通常可達60W左右,通過調整變壓器的匝數比,借助原邊開關和可以將電源電壓轉換為輸出電壓。有關輸出電壓的信息會通過反饋路徑傳輸到原邊的PWM發生器,以使該輸出電壓盡可能保持穩定。如果輸出電壓太高或太低,則將調整PWM發生器的占空比。
傳統的隔離型反激式轉換器的架構中,轉換器的功率等級通常可達60W左右,通過調整變壓器的匝數比,借助原邊開關和可以將電源電壓轉換為輸出電壓。有關輸出電壓的信息會通過反饋路徑傳輸到原邊的PWM發生器,以使該輸出電壓盡可能保持穩定。如果輸出電壓太高或太低,則將調整PWM發生器的占空比。

圖1. 傳統的帶有光耦合器反饋路徑的反激式控製器。
這zhe種zhong反fan饋kui路lu徑jing會hui增zeng加jia成cheng本ben,占zhan用yong電dian路lu板ban上shang的de空kong間jian,並bing與yu變bian壓ya器qi的de隔ge離li電dian壓ya共gong同tong決jue定ding電dian路lu的de最zui大da隔ge離li電dian壓ya。光guang耦ou合he器qi通tong常chang會hui老lao化hua,隨sui著zhe時shi間jian的de推tui移yi其qi特te性xing會hui改gai變bian,並bing且qie通tong常chang不bu適shi用yong於yu85°C以上的溫度。
chuguangouheqiwai,keshiyongdisangebianyaqiraozulaitigongyouguanshuchudianyazhuangtaidexinxi。keyijiyucixinxilaitiaojieshuchudianya。danshi,zhegeewaidebianyaqiraozushibianyaqigengjiaanggui,bingqieshuchudianyadetiaojiebushitebiejingque。
更好的替代方法是以替代器件取代光耦合器和光耦合器的副邊控製模塊。ADuM3190應運而生,它采用iCoupler®隔離技術,通過電感耦合(即無需光耦合器)跨過電隔離傳輸反饋信號。
但是,除此之外,還有另一種選擇。一個特別簡潔的解決方案是徹底消除分立式反饋路徑。圖2顯示了無需分立式反饋回路的反激式轉換器。圖2所示為一款適用的轉換器IC,即ADI的LT8300,它可以通過從副邊反激回原邊的電壓來識別是否需要以及如何調節PWM發fa生sheng器qi產chan生sheng的de占zhan空kong比bi。該gai解jie決jue方fang案an的de優you勢shi是shi無wu需xu光guang耦ou合he器qi或huo其qi他ta反fan饋kui電dian路lu。這zhe樣yang可ke以yi節jie省sheng成cheng本ben和he空kong間jian。而er且qie不bu會hui存cun在zai與yu反fan饋kui路lu徑jing的de最zui大da隔ge離li電dian壓ya相xiang關guan限xian製zhi影ying響xiang。隻zhi要yao將jiang所suo使shi用yong的de變bian壓ya器qi設she計ji用yong於yu特te定ding隔ge離li電dian壓ya,整zheng個ge電dian路lu就jiu可ke以yi在zai該gai最zui大da隔ge離li電dian壓ya下xia工gong作zuo。
此(ci)概(gai)念(nian)基(ji)於(yu)邊(bian)界(jie)模(mo)式(shi)調(tiao)節(jie)。這(zhe)時(shi),副(fu)邊(bian)電(dian)流(liu)在(zai)每(mei)個(ge)周(zhou)期(qi)內(nei)均(jun)降(jiang)至(zhi)零(ling)安(an)培(pei)。然(ran)後(hou),可(ke)以(yi)測(ce)量(liang)反(fan)激(ji)回(hui)變(bian)壓(ya)器(qi)原(yuan)邊(bian)繞(rao)組(zu)的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya),並(bing)將(jiang)其(qi)用(yong)於(yu)原(yuan)邊(bian)調(tiao)節(jie)。

圖2. 反激式控製器無需分立式反饋路徑,但可通過原邊變壓器繞組進行調節。
是否可以在指定應用中使用不帶分立式反饋路徑的此類電路,在很大程度上取決於所需的輸出電壓調節精度。該精度可以優於±1%,但偏差也可能更大,具體取決於應用。
輸出電壓可通過下式計算得出:

Rfb如圖2所示。可以借助它調節輸出電壓。Nps是所用變壓器的匝數比,Vf是副邊反激二極管兩端的壓降。它通常與溫度密切相關。對於設置為較高值(例如12 V或24 V)的輸出電壓,溫度對Vf的絕對影響較小。對於設置為3.3 V或huo更geng低di的de輸shu出chu電dian壓ya,溫wen度du對dui輸shu出chu電dian壓ya的de影ying響xiang非fei常chang大da。一yi些xie無wu光guang耦ou合he器qi的de係xi列lie產chan品pin內nei置zhi溫wen度du校xiao正zheng功gong能neng,以yi補bu償chang不bu同tong的de整zheng流liu二er極ji管guan在zai不bu同tong溫wen度du下xia的de壓ya降jiang。
為了使電壓調節功能正常工作,通常還需要在輸出端施加最小負載。在LT8300中,它約為最大可能負載的0.5%。
結論
反激式控製器不使用分立式反饋路徑,但可以通過原邊變壓器繞組進行控製,從而簡化了設計,並避免使用易失效的光耦合器。
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