不带光耦合器的反激式转换器:现有选项

描述

反激式转换器通常用于需要电源电压电气隔离且传输功率相对较低的应用。反激式转换器通常使用高达约60 W的输出功率。

使用电气隔离电源时,您必须决定控制器(即控制集成电路)将接通电气隔离的哪一侧。如果它位于次级侧,则必须通过电气隔离来控制初级侧电源开关。

在两种架构中,初级侧的控制器或次级侧的控制器都需要通过电流隔离传输信号的路径。光耦合器或光隔离器经常用于此目的。但是,它们具有一些不利的特征。它们通常只指定在 85°C 的温度下。 它们的电流传输比(CTR)随时间而变化,这意味着它们的传输行为在电路的使用寿命内会发生变化。此外,还需要额外的元件来控制光耦合器。如果使用光耦合器,隔离电源的反馈环路通常非常慢。近年来,已经开发了针对此问题的优雅解决方案。第一种解决方案是反激式控制器,它不直接测量输出电压。通过研究初级侧变压器绕组上的电压,可以得出关于实际输出电压的足够准确的结论。该调节的精度取决于应用的通常条件,包括输入和输出电压、负载变化和线路变化。

然而,对于许多应用,±10%至±15%的调节精度就足够了。图 1 显示了 LT8301。得益于集成电源开关,采用 SOT23 外壳的 IC 只需极少的外部元件。电路的隔离击穿电压仅取决于所使用的变压器。这提供了极大的灵活性,尤其是在需要非常高的隔离电压的情况下。

光耦合器

图1.LT8301反激式稳压器不具有隔离反馈路径。

然而,对于需要更高输出电压控制精度的应用,最近出现了另一种有趣的解决方案。ADI公司通过ADP1071向市场推出了一款反激式控制器,该控制器包含一个完全集成的反馈路径,采用i耦合器技术。®

图2所示电路所需无源元件数量极少。ADP1071内置初级侧控制器、用于提高转换效率的有源次级侧整流,以及用于极快反馈环路的完全集成反馈路径。这样,输出电压调节非常准确,最重要的是,即使在负载瞬变较大的情况下也非常快速。允许在高达 125°C 的硅温度下工作。

光耦合器

图2.ADP1071反激式控制器集成反馈路径,可实现非常精确的调节。

这里的最大隔离电压取决于所选的变压器以及开关稳压器IC中的隔离技术。该芯片的最大隔离电压为5 kV。已申请根据VDE V 0884-10进行增强绝缘分类。

一些有趣的解决方案可用于开发电气隔离电源。根据应用案例,没有反馈路径或具有完全集成反馈路径的解决方案可能适用。由于取消了光耦合器的85°C限制,因此可以设计具有极高功率密度的紧凑型电源。

审核编辑:郭婷

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