許多電子電路需要電流隔離。變壓器通常用于提供這種電氣分離。許多不同的拓撲結構用于通過變壓器傳輸電能。反激式轉換器是一種廣泛使用的電路類型,特別是對于大約50 W或更低的低功耗。
圖1所示為簡單反激式轉換器的原理圖。當開關 S1 打開時,反激式轉換器將能量存儲在變壓器鐵芯 T1 中。當S1關閉時,存儲在磁芯中的能量通過續流二極管D1通過T1的次級繞組釋放到輸出端。
圖1.反激式轉換器原理圖。
從圖1可以看出,除了電源路徑外,還需要綠色所示的反饋路徑。它用于精確調節輸出電壓。不幸的是,這種反饋路徑相當復雜,因為在這里,反饋信號也必須通過電流隔離器傳輸。為此,使用光耦合器或數字隔離器模塊,如ADuM3190。反饋信號也可以在初級側檢測,在這種情況下,不需要對反饋路徑進行電氣隔離。
使用ADI公司提供的無光產品平臺的轉換器,可以輕松構建小尺寸的電氣隔離反激式電路。圖2顯示LT8301,輸入電壓高達42 V,最大開關電流為1.2 A。在圖2所示電路中,看不到從輸出電壓返回到初級側開關穩壓器的反饋路徑。但是,通過變壓器存在隱藏的內部反饋路徑。在初級側開關的關斷時間內,測量通過變壓器初級繞組反射回來的電壓。這允許在初級側獲得有關輸出電壓狀態的精確信息。
圖2.高度緊湊且易于使用的反激式轉換器,具有無光LT8301。
除了這種電氣隔離解決方案之外,還有另一種巧妙的方法來構建電氣隔離的反激式電路。該技術如圖 3 所示。它被稱為等降壓轉換器。
圖3.采用MAX17681的等降壓轉換器。
一般反激式轉換器和等降壓轉換器的主要區別在于電容C。麚,在初級側變壓器繞組和接地之間。MAX17681中,變壓器的初級側繞組由半橋驅動。這意味著MAX17681具有高邊和低邊開關。在無光反激式(圖2)中,只有一個開關,位于變壓器的初級側繞組和接地之間。
iso-buck可以被認為是一個簡單的降壓轉換器,帶有一個耦合電感,從而產生一個隔離電壓。圖3中的藍線描繪了降壓轉換器。C 處的電壓麚對應于該集成降壓轉換器的穩壓。
這些電氣隔離開關穩壓器概念都不需要光耦合器的信號反饋。每種解決方案的優勢是什么?
無光轉換器(圖2)不需要大的初級側旁路電容(C麚),并通過一個開關在內部驅動。iso-buck轉換器的優點是另外具有精確調節的初級側電壓。這也可以在系統中使用,例如,為初級側電路設備的電子設備提供能量。它必須以這樣的方式設置,即當使用具有相應匝數比的可用變壓器時,所需的電氣隔離電壓V輸出2生成。
審核編輯:郭婷
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