簡單的電氣隔離!
發布時間:2022-07-01 來源:ADI 責任編輯:wenwei
【導讀】許(xu)多(duo)電(dian)路(lu)都(dou)需(xu)要(yao)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li),通(tong)常(chang)使(shi)用(yong)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)提(ti)供(gong)這(zhe)種(zhong)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)。許(xu)多(duo)不(bu)同(tong)的(de)拓(tuo)撲(pu)結(jie)構(gou)都(dou)是(shi)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)來(lai)傳(chuan)輸(shu)電(dian)能(neng),反(fan)激(ji)式(shi)轉(zhuan)換(huan)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)廣(guang)泛(fan)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)路(lu)類(lei)型(xing),尤(you)其(qi)適(shi)用(yong)於(yu)大(da)約(yue)50 W或更低的功率。
圖1顯示了簡單的反激式轉換器的原理圖。當開關S1接通時,反激式轉換器將電能存儲在變壓器線圈T1中。當S1斷開時,存儲在線圈中的電能經由T1的次級繞組,再經由續流二極管D1傳輸至輸出。
圖1. 反激式轉換器的原理圖。
從圖1可以看出,除了電源路徑,還需要反饋路徑(綠色所示)。該gai路lu徑jing用yong於yu準zhun確que調tiao節jie輸shu出chu電dian壓ya。遺yi憾han的de是shi,這zhe個ge反fan饋kui路lu徑jing是shi相xiang當dang複fu雜za的de,因yin為wei反fan饋kui信xin號hao也ye必bi須xu通tong過guo電dian氣qi隔ge離li器qi進jin行xing傳chuan輸shu。為wei此ci,我wo們men使shi用yong光guang耦ou合he器qi或huo數shu字zi隔ge離li器qi模mo塊kuai,例li如ru ADuM3190 。反饋信號也可以在初級側進行檢測,在這種情況下,無需對反饋路徑進行電氣隔離。
使用ADI提供的無光耦產品平台中的轉換器,可以輕鬆構建小型電氣隔離反激式電路。圖2顯示 LT8301 ,其輸入電壓高達42 V,最大開關電流為1.2 A。在圖2所(suo)示(shi)的(de)電(dian)路(lu)中(zhong),沒(mei)有(you)從(cong)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)回(hui)流(liu)至(zhi)初(chu)級(ji)側(ce)開(kai)關(guan)穩(wen)壓(ya)器(qi)的(de)反(fan)饋(kui)路(lu)徑(jing)。但(dan)是(shi),通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)隱(yin)藏(zang)的(de)內(nei)部(bu)反(fan)饋(kui)路(lu)徑(jing)。在(zai)初(chu)級(ji)側(ce)開(kai)關(guan)斷(duan)開(kai)期(qi)間(jian),測(ce)量(liang)通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)初(chu)級(ji)繞(rao)組(zu)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)的(de)電(dian)壓(ya)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)可(ke)以(yi)獲(huo)取(qu)有(you)關(guan)初(chu)級(ji)側(ce)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)狀(zhuang)態(tai)的(de)準(zhun)確(que)信(xin)息(xi)。
圖2. 采用無光耦LT8301構建的高度緊湊、易於使用的反激式轉換器電路。
除了這個電氣隔離解決方案,還可以使用另一種非常不錯的方式來構建電氣隔離反激式電路。此技術如圖3所示。它被稱為隔離降壓轉換器。
圖3. 采用MAX17681的隔離降壓轉換器。
一般反激轉換器和隔離降壓轉換器之間的主要區別在於初級變壓器繞組和地之間的電容CBUCK。在MAX17681中,變壓器的初級繞組由半橋驅動。這意味著,MAX17681具有高端和低端開關。在無光耦反激式轉換器(圖2)中,隻包含一個開關,位於變壓器的初級繞組和地之間。
隔離降壓轉換器可以視為一個簡單的降壓轉換器,具有耦合電感,因此可產生隔離電壓。圖3中的藍線表示降壓轉換器。CBUCK的電壓對應這個集成式降壓轉換器的調節電壓。
這兩種電氣隔離開關穩壓器概念都無需通過光耦合器進行信號反饋。每種解決方案的優點是什麼?
無光耦轉換器(圖2)無需使用大型初級側旁路電容(CBUCK),由一個開關從內部驅動。隔離降壓轉換器的優點在於:額(e)外(wai)提(ti)供(gong)一(yi)個(ge)精(jing)密(mi)調(tiao)節(jie)的(de)初(chu)級(ji)側(ce)電(dian)壓(ya)。它(ta)可(ke)以(yi)用(yong)在(zai)係(xi)統(tong)中(zhong),例(li)如(ru),為(wei)初(chu)級(ji)側(ce)電(dian)路(lu)的(de)電(dian)子(zi)器(qi)件(jian)提(ti)供(gong)電(dian)能(neng)。在(zai)設(she)置(zhi)時(shi),必(bi)須(xu)確(que)保(bao)在(zai)使(shi)用(yong)具(ju)有(you)對(dui)應(ying)匝(za)數(shu)比(bi)的(de)變(bian)壓(ya)器(qi)時(shi),能(neng)夠(gou)生(sheng)成(cheng)所(suo)需(xu)的(de)電(dian)氣(qi)隔(ge)離(li)電(dian)壓(ya)VOUT2。
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