ADUM3070集成反馈功能的隔离式开关调节器技术手册

概述
ADuM3070隔离器是一款稳压DC/DC隔离电源控制器，集成内部MOSFET驱动器。该DC/DC控制器原边内置一个隔离式PWM反馈，采用iCoupler®芯片级变压器技术和完整的回路补偿。可以不必采用光耦合器进行反馈以及为了稳定性而补偿环路。

相比未经调节的隔离DC/DC电源，ADuM3070隔离器可以提供更加稳定的输出电压和更高的效率。它采用小型QSOP封装，完全集成了反馈和环路补偿，尺寸小于任何分立式解决方案。稳压反馈可在整个输出功率范围内提供相对平坦的效率曲线。ADuM3070可从5.0 V或3.3 V输入电压使能具有3.3 V至24 V隔离输出电压范围的DC/DC转换器，输出功率达2.5 W。
数据表：*附件：ADUM3070集成反馈功能的隔离式开关调节器技术手册.pdf

应用

• 电源启动偏置和栅极驱动
• 隔离传感器接口
• 过程控制

特性

• 内置补偿的隔离PWM反馈
• 原边变压器驱动器可在5 V输入电压下支持2.5 W输出功率
• 可调的稳压输出：3.3 V至24 V
• 效率高达80%
• 可调振荡器频率：200 kHz至1 MHz
• 上电时提供软启动功能
• 逐脉冲过流保护
• 热关断
• 2,500 V rms隔离
• 高共模瞬变抗扰度：>25 kV//μs
• 16引脚QSOP封装
• 工作温度最高可达：105℃

框图

引脚配置描述

典型性能特征

应用信息

ADuM3070 的直流 - 直流转换器部分采用带有调制（PWM）反馈的次级侧控制架构。初级侧的 V_{CC} 为振荡电路供电，该电路驱动集成初级侧开关（D1 和 D2）。次级侧整流器使用外部肖特基二极管在次级侧产生全波整流电压。该电压经电感器和电容器（C3 - C5）滤波，并由次级侧控制器调节至 3.3V、5V 或所需的输出电压（V_{OUT}）。次级侧控制器通过对输出进行采样并创建 PWM 控制信号来调节输出，该信号通过信号（PWM）变压器发送到初级侧（V_{CC} 侧）。初级侧电路对信号进行解码并调整 PWM 控制信号的占空比，该信号被发送回次级侧以调制振荡电路并控制为次级侧供电的功率。这种反馈控制显著提高了功率密度和效率。

ADuM3070 实现了欠压锁定（UVLO），其阈值在 V_{CC} 引脚处。此功能可确保在转换器进入欠压状态时，不会向负载提供功率，从而防止在轻载或空载条件下出现功率损耗。

建议最小负载电流为 10mA，以确保优化的稳压。较小的负载会在次级侧稳压器中产生过多噪声，可能导致调节问题。短路负载可能会导致某些情况下出现调节问题。

应用原理图

ADuM3070 的典型应用原理图如图 31 所示，如下所述：

图 31 有一个中心抽头的次级绕组，通常用于提供全波整流和单输出。肖特基二极管功率开关用于 3.3V 或 V_{OUT}=5V 应用。对于 V_{OUT} 约为 3.3V，V_{CC}=3.3V，V_{CC} 是来自初级侧的电压，通常是 5V 或 12V。次级侧电压连接到稳压器输入（V_{REG}），即稳压器的最大输入，也是最大的供电部分，其连接的电容应大于 1μF。V_{REG} 是初级侧供电，其电压是唯一的输出。当使用图 32 所示的高 24V 电压时，V_{CC} 为 3.3V，V_{REG} 为 5V 输出电压（V_{OUT}）约为 10V（直接来自次级绕组）。

图 32 是一个非稳压、电容耦合、正输出电源，输出约为 12V。隔离电压输出电路（图 31）显示了一个稳压正电源，输出约为 3.3V、5V 或 15V 的示例。次级电压（V_{REG}）可使用分压器（R1 和 R2，阻值为 1kΩ 至 100kΩ）设置以下等式：

其中 V_{FB} 是内部反馈电压，约为 3.3V、5V、12V，近似值为 1.25V。