隔离型反激式转换器免光耦合器简化设计

作者：时间：2011-02-15 来源：网络收藏

　　边界模式操作缩减转换器尺寸并改善调节性能

　　边界模式控制是一种可变频率电流模式开关方案。当内部电源开关接通时，变压器电流增加，直至达到其预设电流限值设定点为止。SW引脚上的电压上升至“输出电压/变压器副端-主端匝数比” + “输入电压”。当流过二极管的副端电流减小至零时，SW引脚电压下降至低于VIN。内部DCM比较器检测到这一情况并重新接通开关，从而重复该循环。

　　边界模式在每个周期的末端使副端电流归零，因而使得寄生阻性压降不会引起负载调节误差。此外，主端反激式开关始终在零电流时接通，而且输出二极管没有反向恢复损耗。功率损失的这种减少使得反激式转换器能够在一个较高的开关频率下运作，这反过来又缩减了变压器的尺寸(相比于较低频率的替代设计方案)。图3显示出了SW电压和电流以及输出二极管中的电流。

　　图 3：边界模式中的反激式转换器波形

　　由于始终在二极管电流零交叉点上进行反射输出电压的采样，因此负载调节性能在边界模式操作中得到了大幅度的改善。LT3748通常可提供±3%的负载调节。

　　变压器的选择和设计考虑因素

　　就LT3748的成功应用而言，变压器的规格和设计可能是最为关键的部分了。除了处理高频隔离型电源变压器设计的常见注意事项(实现低漏电感和紧密耦合)之外，还必须严格控制变压器的匝数比。由于变压器副端上的电压是由主端上的采样电压推知的，因此必须严格控制匝数比以确保获得一致的输出电压。各变压器之间±5%的匝数比容差有可能在输出电压中产生超过±5%的变化。幸运的是，大多数磁性元件制造商都能够保证±1%或更好的匝数比容差指标。

　　凌力尔特公司与主要的磁性元件制造商进行了合作，以生产供LT3748使用的预设计型反激式变压器。这些变压器一般能够承受1500VAC的主端至副端击穿电压(持续时间为一分钟)。也可以使用击穿电压更高的变压器和定制变压器。

　　另外，凌力尔特还提供了名为“LTspice”的免费仿真软件。

　　变压器漏电感

　　在电源开关断开之后，变压器主端或副端上的漏电感会在主端上引发一个电压尖峰。在必须消耗更多储能的较高负载电流条件下，该电压尖峰将变得愈发突出。通过变压器绕组的紧密耦合可以最大限度地减小漏电感，并可通过读出一个变压器绕组上的电感(使其他绕组短路)来测量漏电感。

　　下面图4中示出的简单RCD(电阻器、电容器和二极管)箝位电路可防止漏电感尖峰超过功率器件的击穿电压。所有的LT3748应用电路中都包括此电路，而肖特基二极管则因其快速接通时间而常常成为吸振器的最佳选择。