單片隔離型反激式轉換器

引言

傳統上，隔離型電源在反饋環(huán)路中采用一個(gè)光耦合器以跨越隔離勢壘來(lái)傳遞調節信息。不幸的是，光耦合器的增益特性會(huì )隨著(zhù)溫度和使用期而發(fā)生大幅度變化，因此增加了電源環(huán)路補償的難度。

凌力爾特的無(wú)需使用光耦合器之反激式轉換器系列 (例如：LT?3573、LT3574、LT3575、LT3511、LT3512 和 LT8300) 通過(guò)運用一種原邊檢測方案簡(jiǎn)化了反饋設計，從而免除了增設一個(gè)光隔離器的需要。

LT8302無(wú)需使用光耦合器的單片反激式轉換器具有一個(gè)集成型 65V/3.6A DMOS 電源開(kāi)關(guān)以及內部環(huán)路補償和軟起動(dòng)功能。LT8302 可在低至 2.8V 到 42V 的輸入電壓范圍內運作，并提供高達 18W 的輸出功率。其在輕負載條件下執行突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作，從而提供低的待機功率損耗，并減少使用的組件數目。

性能和易用性

LT8302 通過(guò)直接從原邊反激波形對隔離的輸出電壓采樣以簡(jiǎn)化隔離型反激式轉換器的設計。該解決方案無(wú)需第三個(gè)繞組或光耦合器就能實(shí)現穩壓。輸出電壓利用兩個(gè)外部電阻和可選的第三個(gè)溫度補償電阻器來(lái)設置。通過(guò)集成環(huán)路補償和軟起動(dòng)功能，該器件最大限度地減少了所需的外部元件數目，如圖 1 所示。邊界模式操作允許使用大小適中的變壓器，并保持卓越的負載調節性能。低紋波突發(fā)模式操作可在輕負載條件下實(shí)現高效率，同時(shí)最大限度地抑制輸出電壓紋波。

圖 1：一個(gè) 2.8V~32V 輸入的完整 5V 隔離型反激式轉換

圖 2：圖 1 所示反激式轉換器的效率

圖 1 示出了完整的 LT8302 反激式轉換器原理圖。如圖 2 所示，這款轉換器具有高達 85% 的效率，而且由于其靜態(tài)電流很低，因此當采用一個(gè) 5V 輸入時(shí)，可在 10mA 負載條件下維持 82% 的效率水平。

低 IQ、低預負載和高效率

在非常輕的負載條件下，LT8302 降低開(kāi)關(guān)頻率并保持最小的電流限值。在此類(lèi)情況下，其將進(jìn)入低紋波突發(fā)模式操作，此時(shí)器件在睡眠模式與開(kāi)關(guān)模式之間切換。在睡眠模式時(shí)的典型靜態(tài)電流為 106μA，而在開(kāi)關(guān)模式時(shí)則為 380μA，從而減小了等效的靜態(tài)電流。

典型的最小開(kāi)關(guān)頻率約為 12kHz，且該電路需要一個(gè)非常小的預負載 (通常為滿(mǎn)負載的 0.5%)。于是，LT8302 在待機模式中的功率損耗非常低，這對于那些要求在始終保持接通的系統中具備高效率之應用而言會(huì )給予優(yōu)先考慮。

負輸入電源

在典型的負輸入電源中，該 IC 的接地引腳連接至負輸入電壓軌，而后者是一個(gè)變化的電壓。因此，其輸出電壓隨輸入電壓而改變 (假設沒(méi)有電平移位電路)。LT8302 的獨特反饋檢測電路能夠直接通過(guò)開(kāi)關(guān)節點(diǎn)電壓波形容易地產(chǎn)生一個(gè)穩定的輸出電壓，因而免除了原本必需的電平移位電路。

圖 3 示出了一個(gè)簡(jiǎn)單的負至正降壓-升壓型轉換器，圖 4 則示出了一個(gè)簡(jiǎn)單的負至負降壓型轉換器。

圖 3：負輸入至正輸出的降壓-升壓型轉換器

圖 4：負輸入至負輸出的降壓型轉換器

結論

LT8302 可在 2.8V 至 42V 的輸入電壓范圍內工作，并輸送高達 18W 的隔離輸出功率，而無(wú)需光耦合器或第三個(gè)繞組。該器件集成了諸多的特性以盡量減少組件數目，這包括低紋波突發(fā)模式操作、內部軟起動(dòng)、欠壓閉鎖、溫度補償和內部反饋環(huán)路補償。

LT8302 是眾多應用的理想選擇，從電池供電型系統到汽車(chē)、工業(yè)、醫療、電信電源以及隔離型輔助 / 內務(wù)處理電源等均在其列。高集成度可為隔離式供電應用提供簡(jiǎn)單易用、元件數量少、效率高和通用的解決方案。