【導(dǎo)讀】隔離型電源可提供接地分離，因而能夠消除引起顯示器異常的噪聲。基于LT8300 的電路無(wú)需光耦合器，簡(jiǎn)化了隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，而且可以方便地購(gòu)得現(xiàn)有的變壓器，而無(wú)需定制。適用于種類(lèi)繁多的醫(yī)療、工業(yè)、電信和數(shù)據(jù)通信應(yīng)用。
反激式轉(zhuǎn)換器應(yīng)用
實(shí)現(xiàn)與噪聲源電壓的接地分離是需要使用一個(gè)隔離式電源的原因之一。僅以醫(yī)學(xué)檢查照相機(jī)、牙科器械、睡眠和生命體征監(jiān)測(cè)儀等為例，它們均采用了顯示器，而這些顯示器會(huì)受到噪聲源電壓的不利影響。隔離型電源可提供接地分離，因而能夠消除引起顯示器異常的噪聲。
由于具有多個(gè)用于實(shí)現(xiàn)各種不同功能的PC電路板，因此較大的醫(yī)療系統(tǒng)（例如：CT掃描、血?dú)怆娊赓|(zhì)分析儀和某些超聲波系統(tǒng)）通常采用一種分布式電源架構(gòu)，并且一般向整個(gè)系統(tǒng)分配24V 或48V 總線電壓。為了提高可靠性并出于安全原因，大多數(shù)分布式電源架構(gòu)都需要對(duì)總線到子系統(tǒng)的工作電壓進(jìn)行隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換，因?yàn)榇祟?lèi)總線電壓能提供很大的電流。
反激式轉(zhuǎn)換器在隔離式DC/DC應(yīng)用中得到了廣泛的使用。電源設(shè)計(jì)人員之所以勉強(qiáng)選擇反激式轉(zhuǎn)換器，是因?yàn)樾枰獫M足低功率隔離要求，而并非因?yàn)檫@類(lèi)轉(zhuǎn)換器易于設(shè)計(jì)。由于控制環(huán)路中眾所周知的右半平面零之原因，反激式轉(zhuǎn)換器存在穩(wěn)定性問(wèn)題，而且由于必須驅(qū)動(dòng)一個(gè)用于輸出電壓反饋的光耦合器還會(huì)使該問(wèn)題進(jìn)一步復(fù)雜化。此外，反激式轉(zhuǎn)換器需要專門(mén)花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行變壓器的設(shè)計(jì)，而市售變壓器的選擇范圍往往有限，很有可能需要定制變壓器，這就導(dǎo)致事情變得更加復(fù)雜了。最近在電源轉(zhuǎn)換器技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)步已經(jīng)使更低功率的隔離式轉(zhuǎn)換器更容易設(shè)計(jì)。凌力爾特公司(Linear)近期推出的LT8300 隔離型反激式轉(zhuǎn)換器就解決了許多此類(lèi)的反激式設(shè)計(jì)問(wèn)題。
簡(jiǎn)單的反激式IC設(shè)計(jì)
LT8300 免除了增設(shè)光耦合器、副端基準(zhǔn)電壓和電源變壓器附加第三繞組的需要，同時(shí)僅用一個(gè)電源變壓器就能保持主端與副端的隔離，而這個(gè)電源變壓器必須橫跨隔離勢(shì)壘。LT8300 運(yùn)用了一種主端檢測(cè)方案，該方案能通過(guò)反激式變壓器主端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形來(lái)檢測(cè)輸出電壓。在開(kāi)關(guān)斷開(kāi)期間，輸出二極管負(fù)責(zé)向輸出端提供電流，而輸出電壓被反射至反激式變壓器的主端。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓的數(shù)值是輸入電壓與反射輸出電壓之和（LT8300能夠重構(gòu)和調(diào)節(jié)）。圖1示出了采用LT8300和僅7個(gè)外部組件的反激式轉(zhuǎn)換器的原理圖。
圖1：具主端輸出電壓檢測(cè)功能的 LT8300 反激式轉(zhuǎn)換器
LT8300 采用小型5引腳SOT-23封裝，可接受5V至100V的輸入電壓，這無(wú)需串聯(lián)降壓電阻器就可直接加到該IC上。由于具備高電壓內(nèi)置LDO，而且SOT-23封裝上的VIN和SW引腳具固有的額外間距，所以該器件能采用高輸入電壓可靠地運(yùn)作。此外，其內(nèi)置的260mA、150V 內(nèi)部DMOS 電源開(kāi)關(guān)允許該器件提供高達(dá)2W的輸出功率。
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主端輸出電壓檢測(cè)
通過(guò)檢測(cè)變壓器主端上的輸出電壓，LT8300 無(wú)需增設(shè)光耦合器或額外的變壓器繞組。當(dāng)功率晶體管關(guān)斷時(shí)，在主端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn) （SW 引腳） 波形上可準(zhǔn)確地測(cè)量輸出電壓，如圖2 所示，其中 N 為變壓器的匝數(shù)比，VIN 是輸入電壓，VC 為最高箝位電壓。
圖2：典型的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形
以邊界模式運(yùn)作時(shí)，負(fù)載調(diào)節(jié)性能優(yōu)異，因?yàn)榉瓷涞妮敵鲭妷菏冀K在二極管電流過(guò)零時(shí)采樣。LT8300 通?？商峁﹥?yōu)于±2% 的負(fù)載調(diào)節(jié)，如圖3 所示。
圖3：圖1所示原理圖的負(fù)載和電壓調(diào)節(jié)曲線
變壓器選擇和設(shè)計(jì)考慮因素
變壓器規(guī)格和設(shè)計(jì)很可能是成功應(yīng)用LT8300最關(guān)鍵的部分。凌力爾特一直與領(lǐng)先的磁性元件制造商合作，以生產(chǎn)可與LT8300一起使用的預(yù)設(shè)計(jì)反激式變壓器，這些變壓器來(lái)自 Wurth Electronik、Pulse Engineering 和 BH Electronics 公司。LT8300 數(shù)據(jù)表中列出了所有推薦使用的變壓器。
在醫(yī)療系統(tǒng)中，電源隔離可以用來(lái)擺脫有噪聲的電源電壓，在分布式電源架構(gòu)中也需要電源隔離。基于LT8300的電路無(wú)需光耦合器，簡(jiǎn)化了隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，并且可以方便地購(gòu)得現(xiàn)成有售的變壓器，而不需定制變壓器。在5V至100V的輸入電壓范圍內(nèi)，LT8300可提供高達(dá)2W的輸出功率，適用于種類(lèi)繁多的醫(yī)療、工業(yè)、電信和數(shù)據(jù)通信應(yīng)用。
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