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低成本规划阻隔式电源供给电路规划

本文将探讨如何以最少零件、最低复杂度及最节省成本的方法,针对闸极驱动、隔离感测与通讯电路,设计隔离式电源供应电路。当输入电压较低,而且电路通电时允许少许(5%) 电压偏差,就能够使用这种电路。图

本文将讨论如何故最少零件、最低复杂度及最节约本钱的办法,针对闸极驱动、阻隔感测与通讯电路,规划阻隔电源供给电路。当输入电压较低,并且电路通电时答应少量(5%) 电压差错,就可以运用这种电路。

  图 1 的比如演示了专为简易阻隔式偏压电源所开发的 IC,任何答应下沉操作(sink operaton)的同步降压电路均可运用。这种电路称为非对称半桥返驰电路 (asymmetrical half-bridge flybuck) ,其运作方法与同步降压稳压器适当相似。衔接输入电压的 FET 图腾柱 (totem pole) 输出会供给电感电容滤波器。接下来透过火压器 (voltage divider) 及差错放大器负输入调理滤波器输出。差错放大器会操控 FET 图腾柱 (totem pole) 输出的负载周期,使 DC 电压保持在感测点 (sense point)。

  C6 的电压适当于负载率 (duty factor) 乘以输入电压。和降压功率级相同,电感的伏秒 (voltage-second) 有必要等于零。但此电路在电感参加一个耦合绕组 (coupled winding) ,并且运用二极管批改低位 FET 启动时所反射的电感电压。因为这段期间的电感电压等于输出电压,因而电路的输出将取得调理。不过一次侧及二次侧的电压降幅差异将下降调理的作用。在此电路中,负载的电压调理将遭到二极管 D1 正向电压降幅的影响,若将二极管改换成 FET,即可提高负载调理的作用。

  同步降压电路供给阻隔式电源供给

  图 1:同步降压电路供给阻隔式电源供给

  和耦合电感 SEP%&&&&&% 相同,此拓朴的寄生组件也会影响电路功能。在导通时间内,电路情况适当杰出,大部份的电流都流入耦合电感 T1 的磁化电感,使 C6 充电。输出电容 C3 则供给负载电流。不过,在封闭期间,两个电容将透过电感的耦合绕组平行放置。这两个电容具有不同的电压,只要回路中的寄生组件会约束两者之间的电流。这些寄生组件包含这两个%&&&&&%的 ESR、耦合电感的绕组电阻、低位 MOSFET 与二极管的阻抗,以及耦合电感的漏损电感。

  图 2 显现不同漏损电感值的模仿电流。上半部为 T1 一次侧的电流,下半部为输出二极管 D1 的电流。严密耦合电感 10 nH 与松懈耦合电感 1 uH 的漏损电感各不相同。关于严密耦合电感,峰值电流较高,也遭到回路阻抗的本质约束。

  关于松懈耦合电感,峰值电流较低。较高的漏损可削减 RMS 电流,有助于改进电源供给的功率。图 2 显现两者的比较。松懈耦合电感的电流最多可削减 50%,可削削减数组件的耗费达 75%。松懈耦合的缺陷是输出电压的调理欠安。

  低漏损添加循环电流

  图 2:低漏损添加循环电流

  图 3 显现如图 1 的转换器所出现的负载调理成果。假如负载电流受约束,在大部分的情况下,此转换器将供给满足的调理。在轻负载时,可看出二极管接面电压改变及振铃的影响。或许需求最小负载或 Zener 箝位,才干下降这些轻负载效应。在重负载时,电路的寄生组件会下降调理的作用。因而削减组件数有助于提高作用。例如,将二极管改换成同步切换,将大幅提高负载调理。

  总而言之,返驰式(Flyback)转换器是适当具吸引力的拓朴,可以供给低本钱且简略的阻隔式电源供给,接受输出5% 至 10% 的电压改变。二极管整流器在 5V 下的输出功率可以保持80% 的杰出状况,并且同步整流器的状况也将更为改进。

  返驰负载调理在大多数情况下均杰出

  图 3:返驰负载调理在大多数情况下均杰出

  总而言之,返驰式(Flyback)转换器是适当具吸引力的拓朴,可以供给低本钱且简略的阻隔式电源供给,接受输出5% 至 10% 的电压改变。二极管整流器在 5V 下的输出功率可以保持80% 的杰出状况,并且同步整流器的状况也将更为改进。

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