隔離型PFM反激DCDC轉換器電路原理圖

另一方法是采用具有脈沖頻率調制(PFM)控制器的DC-DC轉換器1。PFM控制器采用兩個(gè)單穩態(tài)電路，只有當負載從DC-DC轉換器的輸出消耗電流時(shí)才工作。PFM基于兩個(gè)開(kāi)關(guān)時(shí)間(最大導通時(shí)間和最小關(guān)閉時(shí)間)和兩個(gè)控制環(huán)路(穩壓環(huán)路和最大峰值電流、關(guān)閉時(shí)間環(huán)路)。

PFM的特點(diǎn)是控制脈沖的頻率可變?？刂破髦械膬蓚€(gè)單穩態(tài)電路確定了T_ON (最大導通時(shí)間)和T_OFF (最小關(guān)閉時(shí)間)。T_ON單穩態(tài)電路觸發(fā)第二個(gè)單穩態(tài)電路T_OFF。只要電壓環(huán)路的比較器檢測到V_OUT跌落到穩壓范圍以下，將觸發(fā)T_ON單穩態(tài)電路。導通脈沖的最大值固定，如果峰值電流環(huán)路檢測到達到電感電流門(mén)限的數值，則可縮短該脈沖時(shí)間。

PFM控制器的靜態(tài)電流損耗受限于基準偏置電壓和誤差比較器的電流(幾十μA)。相比之下，PWM控制器的內部振蕩器則必須連續工作，電流損耗達到幾個(gè)毫安。本文介紹的方案在采用PFM控制器拓撲時(shí)，12V電源供電下的電流損耗小于1mA。

現場(chǎng)應用系統，例如：澆水系統，往往用于惡劣環(huán)境，所以這些系統的DC-DC轉換器要求電氣隔離。變壓器可提供隔離，但須保證在不影響隔離的情況下，將電壓基準從副邊反饋至原邊。解決這一問(wèn)題的常見(jiàn)方法是采用輔助繞組或光電耦合器。

電源拓撲屬于降壓結構。本例中所使用電池組的標稱(chēng)電壓為12V，而系統內部電路的工作電壓為3.6V標稱(chēng)電壓。圖2所示為DC-DC開(kāi)關(guān)電源的示意圖，表2列出了材料清單和相應的元件值?？刂骗h(huán)路調節電壓時(shí)，光電耦合器需要一個(gè)恒定電流流過(guò)變壓器原邊的LED。電流下限由光電耦合器在低端偏置電流的CTR (10mA時(shí)為63%，1mA時(shí)為22%)和響應時(shí)間的減小(20mA時(shí)為2μs，5mA時(shí)為6.6μs)決定。


圖2. 隔離型PFM反激DC-DC轉換器原理圖