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(da)125°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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