單片隔離型反激式轉(zhuǎn)換器

引言

傳統(tǒng)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(shì)壘來(lái)傳遞調(diào)節(jié)信息。不幸的是，光耦合器的增益特性會(huì)隨著溫度和使用期而發(fā)生大幅度變化，因此增加了電源環(huán)路補(bǔ)償?shù)碾y度。

凌力爾特的無(wú)需使用光耦合器之反激式轉(zhuǎn)換器系列 (例如：LT?3573、LT3574、LT3575、LT3511、LT3512 和 LT8300) 通過(guò)運(yùn)用一種原邊檢測(cè)方案簡(jiǎn)化了反饋設(shè)計(jì)，從而免除了增設(shè)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(zhuǎn)換器具有一個(gè)集成型 65V/3.6A DMOS 電源開關(guān)以及內(nèi)部環(huán)路補(bǔ)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(nèi)運(yùn)作，并提供高達(dá) 18W 的輸出功率。其在輕負(fù)載條件下執(zhí)行突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作，從而提供低的待機(jī)功率損耗，并減少使用的組件數(shù)目。

性能和易用性

LT8302 通過(guò)直接從原邊反激波形對(duì)隔離的輸出電壓采樣以簡(jiǎn)化隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。該解決方案無(wú)需第三個(gè)繞組或光耦合器就能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)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(bǔ)償電阻器來(lái)設(shè)置。通過(guò)集成環(huán)路補(bǔ)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(shù)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(fù)載調(diào)節(jié)性能。低紋波突發(fā)模式操作可在輕負(fù)載條件下實(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)換

圖 2：圖 1 所示反激式轉(zhuǎn)換器的效率

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

低 IQ、低預(yù)負(fù)載和高效率

在非常輕的負(fù)載條件下，LT8302 降低開關(guān)頻率并保持最小的電流限值。在此類情況下，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。

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

負(fù)輸入電源

在典型的負(fù)輸入電源中，該 IC 的接地引腳連接至負(fù)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(shè)沒(méi)有電平移位電路)。LT8302 的獨(dú)特反饋檢測(cè)電路能夠直接通過(guò)開關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓波形容易地產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)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(fù)至正降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器，圖 4 則示出了一個(gè)簡(jiǎn)單的負(fù)至負(fù)降壓型轉(zhuǎn)換器。

圖 3：負(fù)輸入至正輸出的降壓-升壓型轉(zhuǎn)換器

圖 4：負(fù)輸入至負(fù)輸出的降壓型轉(zhuǎn)換器

結(jié)論

LT8302 可在 2.8V 至 42V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并輸送高達(dá) 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(shù)目，這包括低紋波突發(fā)模式操作、內(nèi)部軟起動(dòng)、欠壓閉鎖、溫度補(bǔ)償和內(nèi)部反饋環(huán)路補(bǔ)償。

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