突破光耦合的溫度限製,實現功率密度非常高的緊湊型電源設計
發布時間:2023-09-28 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】對於電氣隔離電源,您必須確定電氣隔離控製器IC在初級或次級的哪一端將會導通,如果它位於次級端,則必須通過電氣隔離提供對初級端電源開關的控製。
一般而言,無論是初級端的控製器還是次級端的控製器,在兩種架構中都需要可越過電氣隔離進行信號傳輸的路徑,通常為光耦合器(或光隔離器)。然而,它們會帶來一些不利因素:它們的額定溫度通常僅為85°C,電流傳輸比(CTR)隨(sui)時(shi)間(jian)而(er)改(gai)變(bian),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)它(ta)們(men)的(de)傳(chuan)輸(shu)行(xing)為(wei)在(zai)電(dian)路(lu)使(shi)用(yong)壽(shou)命(ming)期(qi)間(jian)會(hui)發(fa)生(sheng)變(bian)化(hua)。此(ci)外(wai),還(hai)需(xu)要(yao)其(qi)他(ta)元(yuan)件(jian)來(lai)控(kong)製(zhi)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi),如(ru)果(guo)使(shi)用(yong)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi),隔(ge)離(li)式(shi)電(dian)源(yuan)的(de)反(fan)饋(kui)環(huan)路(lu)速(su)度(du)通(tong)常(chang)很(hen)慢(man)。
近年來,針對該問題已開發出一些簡潔的解決方案,例如反激式控製器,通常用於需要對電源電壓進行電氣隔離並且輸出功率低於60W的(de)應(ying)用(yong)中(zhong)。它(ta)不(bu)直(zhi)接(jie)測(ce)量(liang)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya),通(tong)過(guo)監(jian)測(ce)初(chu)級(ji)端(duan)變(bian)壓(ya)器(qi)繞(rao)組(zu)兩(liang)端(duan)的(de)電(dian)壓(ya),可(ke)以(yi)得(de)到(dao)有(you)關(guan)實(shi)際(ji)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)足(zu)夠(gou)準(zhun)確(que)的(de)判(pan)據(ju)。其(qi)調(tiao)節(jie)精(jing)度(du)取(qu)決(jue)於(yu)應(ying)用(yong)的(de)常(chang)用(yong)條(tiao)件(jian),包(bao)括(kuo)輸(shu)入(ru)和(he)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)、負載變化和電壓變化。
對於許多應用而言,±10%至±15%的調節精度已經足夠。圖1所示為LT8301,由於集成了電源開關,並采用SOT23封裝,IC僅需很少的外部元件,電路的隔離擊穿電壓僅取決於所用變壓器,因此可提供極大的靈活性,尤其是在要求非常高的隔離電壓時。
圖1. 無需隔離反饋路徑的LT8301反激式穩壓器。
不過,對於需要更高輸出電壓控製精度的應用,還有另一個有趣的解決方案——ADI麵向市場推出的反激式控製器ADP1071,它包含一個采用iCoupler®技術的完全集成式反饋路徑,圖2顯示了其僅需極少數量無源元件的電路。
ADP1071包含初級端控製器、可ke提ti高gao轉zhuan換huan效xiao率lv的de次ci級ji端duan有you源yuan整zheng流liu控kong製zhi器qi,以yi及ji完wan全quan集ji成cheng式shi反fan饋kui路lu徑jing,可ke實shi現xian非fei常chang快kuai速su的de反fan饋kui環huan路lu。通tong過guo采cai用yong該gai解jie決jue方fang案an,輸shu出chu電dian壓ya調tiao節jie非fei常chang準zhun確que,更geng重zhong要yao的de是shi非fei常chang快kuai速su,即ji使shi在zai負fu載zai瞬shun變bian很hen大da時shi也ye不bu例li外wai,可ke允yun許xu的de工gong作zuo溫wen度du高gao達da125°C矽片溫度。
圖2. ADP1071反激式控製器具有集成式反饋路徑,可實現非常精確的調節。
其最大隔離電壓取決於所選變壓器以及開關穩壓器IC采用的隔離技術,芯片的最大隔離電壓為5kV,已申請符合VDEV0884-10的增強絕緣分類等級。
上shang述shu兩liang款kuan有you趣qu的de解jie決jue方fang案an均jun可ke用yong於yu開kai發fa電dian氣qi隔ge離li電dian源yuan。根gen據ju應ying用yong情qing況kuang,無wu需xu反fan饋kui路lu徑jing的de解jie決jue方fang案an或huo具ju有you完wan全quan集ji成cheng式shi反fan饋kui路lu徑jing的de解jie決jue方fang案an都dou有you可ke能neng是shi合he適shi的de,由you於yu它ta們men不bu再zai受shou光guang耦ou合he器qi85°C工作溫度的限製,LT8301與ADP1071可實現功率密度非常高的緊湊型電源設計。
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