LT3825：隔离反激式同步整流转换器的卓越表现

在电子工程师的日常工作中，电源转换器的设计和选择至关重要。今天，我们就来深入探讨一下基于 LT3825 的隔离反激式同步整流转换器，即演示电路 1143。

文件下载：DC1143A.pdf

一、电路概述

演示电路 1143 是一款 20 瓦的隔离反激式同步整流转换器，采用了 LT3825 芯片，具有初级侧调节功能。它的设计旨在展示该芯片在反激式电源中的高性能、高效率和小尺寸解决方案。

该电路工作频率为 250kHz，能在 36 至 72V 的输入电压范围内输出稳定的 3.3V、6A 电压，适用于电信等多种应用场景。其电路板面积仅为 1 平方英寸，同步整流技术使其效率超过 88%，隔离电压达到 1500VDC。并且，该电路板的设计文件可通过联系 LTC 工厂获取。

二、性能参数

1. 输入输出参数

符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
VIN	输入电源范围		36		72
VOUT	输出电压			3.3
OUT	输出电流范围	VIN = 36 - 72V	0		6	A
Fsw	开关（时钟）频率		250			kHz
VOUT P - P	输出纹波	VIN = 48V, IOUT = 6A(20 MHz BW)	20			mVp - F
IREG	输出调节	线路和负载 (36 - 72V, 0 - 6A)		±1.2		%
POUT/PIN	效率（见图 2）	VIN = 48V, OUT = 6A		88.5		%

从这些参数中我们可以看出，该电路在输入输出方面表现稳定，能够满足大多数应用的需求。比如在电信设备中，稳定的输出电压和电流对于设备的正常运行至关重要。

三、工作原理

1. 启动过程

当施加输入电压时，欠压电路会使 LT3825 处于静态，同时一个电阻会给 Cvcc（C10）充电至 15V。之后控制器被启用，启动过程开始。初级电路利用 Cvcc 中存储的电荷工作，直到 T1 的辅助绕组开始为 Vcc 供电。

2. 过载保护

当出现严重过载或短路情况，导致 T1 无法支持 Vcc 时，转换器会进入“突发模式”。当 Vcc 下降到 10V 时，电路会切断，从而保持低功耗。

3. 同步整流

LT3825 提供同步整流栅极驱动信号，该信号通过 T2 传递到次级并进行缓冲。通过在反激时间观察 T1 辅助绕组上的电压，并对初级栅极驱动（PG）和同步栅极驱动（SG）进行脉冲宽度调制（PWM），实现电压调节。此外，LT3825 还可以对控制环路外的电路电阻进行补偿。

4. 低噪声设计

输入和输出端的可选 LC 滤波阶段有助于降低噪声，这对于对噪声敏感的应用非常重要。

四、快速启动步骤

1. 输入电源设置

将能够提供 36V 至 72V 的输入电源设置为 48V，然后关闭电源。这里需要注意，输入电压低于 36V 可能会因 LT3825 的欠压锁定功能而导致转换器无法启动。

2. 连接电源

在电源关闭的情况下，将电源连接到输入端子 +Vin 和 –Vin。如果需要测量效率，可以在输入电源中串联一个能够测量 1Adc 的电流表或电阻分流器来测量输入电流；同时，可以在输入端子上放置一个能够测量至少 72V 的电压表来准确测量输入电压。

3. 开启电源

开启输入电源，但要确保输入电压不超过 72V。

4. 检查输出电压

检查是否有 3.3V 的正确输出电压，然后关闭输入电源。

5. 连接负载

在确定输出电压正常后，将一个能够在 3.3V 下吸收 6A 电流的可变负载连接到输出端子 +Vout 和 –Vout，并将电流设置为 0A。同样，如果需要测量效率，可以在输出负载中串联一个能够处理 6Adc 的电流表或电阻分流器来测量输出电流；在输出端子上放置一个能够测量至少 3.3V 的电压表来准确测量输出电压。

6. 再次开启电源

开启输入电源。如果没有输出，暂时断开负载，确保负载设置不过高。

7. 调整负载并观察参数

在再次确定输出电压正常后，在工作范围内调整负载，并观察输出电压调节、纹波电压、效率等所需参数。

五、性能图表分析

1. 效率曲线（图 2）

从效率曲线可以看出，在较宽的电流范围内，效率都能达到 88%以上。这表明该电路在不同负载情况下都能保持较高的效率，对于节能和降低散热要求非常有帮助。

2. 调节曲线（图 3）

调节曲线显示，输出电压的调节范围在 1.5%以内，这说明该电路的输出电压稳定性非常好，能够为负载提供稳定的电源。

3. 输出纹波和瞬态响应（图 4 和图 5）

输出纹波和瞬态响应的波形图可以帮助我们了解电路在动态情况下的性能。在实际应用中，稳定的输出纹波和良好的瞬态响应对于保证设备的正常运行至关重要。

综上所述，基于 LT3825 的演示电路 1143 在性能、效率和尺寸等方面都表现出色，是电子工程师在设计电源转换器时的一个不错选择。大家在实际应用中，不妨根据具体需求对该电路进行进一步的优化和调整。你在使用类似电路时遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。