采用高穩(wěn)定性隔離誤差放大器的反激式電源

　　本設(shè)計使用的變壓器匝數(shù)比為1：1，原邊電感為16μH(Halo Electronics， Inc.，TGB01-P099EP13LF)。

　　補償網(wǎng)絡(luò)

　　在反激式拓撲電源中，輸出負載電阻、輸出電容及其串聯(lián)等效電阻(ESR)會增加一個零點和一個極點，其頻率取決于元件類型和值。控制到輸出傳遞函數(shù)中還有一個右半平面(RHP)零點。RHP零點將相位降低90°，因此0 dB增益的頻率(交越頻率)低于RHP零點。

　　利用ADuM3190的誤差放大器，從-IN引腳到COMP引腳可提供一個Type II補償網(wǎng)絡(luò)，用以補償控制環(huán)路的穩(wěn)定性。補償網(wǎng)絡(luò)值取決于所選元件。

　　Type II補償網(wǎng)絡(luò)的零點和極點由下式得出：

　　在該特定設(shè)計中，補償網(wǎng)絡(luò)設(shè)置為：R9 = 15 kΩ，C9 = 2.2 nF，C10 = 1 nF.

　　此補償網(wǎng)絡(luò)提供的零點和極點為：fZERO = 4.8 kHz，fPOLE = 15.4 kHz.提高零點和極點頻率可改善負載瞬態(tài)響應(yīng)，但會降低反饋環(huán)路的相位裕量，可能導(dǎo)致電源不穩(wěn)定。

　　緩沖器網(wǎng)絡(luò)

　　當功率MOSFET (Q3)關(guān)斷時，變壓器泄露電感會在漏極上引起高電壓尖峰。此過大電壓會給功率MOSFET帶來巨大壓力，造成可靠性問題或損害。因此，有必要使用附加網(wǎng)絡(luò)來鉗位電壓。

　　當MOSFET漏極電壓超過D2的陰極電壓時，由電阻、電容和二極管(R19、C21和D2)組成的緩沖器網(wǎng)絡(luò)通過接通緩沖器二極管來吸收泄露電感中的電流。

　　當功率MOSFET的漏極連接到CS引腳時，ADP1621以無損模式工作。在實際設(shè)計中，為保持精度不變，應(yīng)將CS引腳的電壓限制在絕對最大值33 V和實際最大值30 V以下。如果實測峰值電壓超過30 V，或者需要更精確的電流限制，可以將CS引腳與MOSFET源極中的外部電流檢測電阻相連。

　　原邊電源

　　ADP1621電源電壓范圍是2.9 V至5.5 V，ADuM3190電源電壓范圍是3.0 V至20 V.為了采用5 V至12 V輸入電壓電源工作，可將一個小信號NPN晶體管(Q2)用作穩(wěn)壓器。

　　ADP1621的IN引腳內(nèi)置一個5.5 V穩(wěn)壓器，并且連接到NPN晶體管Q2的基極節(jié)點。此連接偏置Q2，使得發(fā)射極節(jié)點可調(diào)節(jié)到5.5 V - 0.7 V = 4.8 V，以便用作ADP1621 (PIN)和ADuM3190 (VDD1)的電源電壓。

　　副邊電源

　　ADuM3190的副邊(VDD2)電源電壓范圍為3.0 V至20 V，利用內(nèi)部穩(wěn)壓器提供3.0 V工作電壓。

　　如果VOUT設(shè)置為高于20 V，應(yīng)外加一個穩(wěn)壓器以提供額定VDD2電壓。

　　隔離和安全

　　ADuM3190采用小型16引腳QSOP封裝，隔離電壓額定值為2.5 kV rms.ADuM3190的安全額定值如表1所示。