在傳統的隔離型高電壓反激式轉換器中,嚴緊的調節是采用光耦合器把調節信息從副邊參考電路傳輸至主邊來實現的。這種做法的問題是光耦合器給隔離型設計增加了明顯的復雜性:存在傳播延遲、老化和增益變化,所有這些會使電源環路補償變得復雜并會降低可靠性。此外,在啟動期間還需要一個大功率電阻或高電壓啟動電路以對 IC 實施初始上電。除非給啟動組件增添一個額外的高電壓 MOSFET,否則大功率電阻就是一個不受歡迎的功率損耗源。
LT?8315 是一款集成了 630V/300mA 開關的高電壓反激式轉換器。LT8315 免除了增設一個光耦合器、復雜副邊參考電路、額外啟動組件和一個外部高電壓 MOSFET 的需要。
性能和簡單性
LT8315 把一個 630V MOSFET 和控制電路集成在一個耐熱性能增強型 20 引腳 TSSOP 封裝中,并去掉了 4 個引腳以提供高電壓間隔。通過對來自第三個繞組的隔離式輸出電壓進行采樣,調節無需借助光耦合器。輸出電壓利用兩個外部電阻器和第三個任選的溫度補償電阻器進行設置。邊界模式操作有助于實現卓越的負載調節。由于輸出電壓是在副邊電流幾乎為零時檢測的,所以不需要外部負載補償電阻器和電容器。因此,LT8315 解決方案的組件少,從而極大地簡化了隔離型反激式轉換器的設計。
圖 1 示出了一款具 20V 至 450V 寬輸入范圍之反激式轉換器的完整原理圖。該器件具有一個 12V 輸出,并在 5mA 至超過 440mA 的負載電流條件下保持嚴格的穩壓。輸出電流能力隨輸入電壓而增加,當輸入電壓超過 250V 時輸出電流可達 440mA。這款反激式轉換器擁有 85% 的峰值效率。如圖 2 所示,即使在未使用光耦合器的情況下,仍然保持了嚴緊的負載和電壓調節。
圖 1:用于 20V 至 450V 寬輸入范圍的完整 12V 隔離型反激式轉換器
圖 2:圖 1 所示反激式轉換器的負載和電壓調節性能
用于啟動的內部耗盡型 MOSFET
LT8315 有一個內部耗盡型 MOSFET,這具有一個負門限電壓并通常處于接通狀態。在啟動時,該 MOSFET 把 INTVCC 電容器充電至 12V,以使 LT8315 擁有開始開關操作的功率。因此,不需要使用一個外部大功率電阻或其他啟動組件。一旦 INTVCC 電容器充電完成,耗盡型 MOSFET 隨即關斷以降低功耗。
低靜態電流
LT8315 通常需要在輸出端上施加一個小的預負載,它作為靜態電流反射回輸入端。當該負載變得非常輕時,LT8315 降低開關頻率并保持最小的電流限值,旨在減小電流,同時對輸出電壓進行正確的采樣。典型的最小開關頻率約為 3.5kHz。當使能待機模式時,最小開關頻率進一步減低至 220Hz,這是 16 倍的降幅以實現超低的靜態電流。
在待機模式中,LT8315 的預負載通常小于滿輸出功率的 0.1%,靜態電流低于 100μA,這一點對于在始終保持接通系統中需要高效率的應用是很重要。
非隔離型降壓轉換器
LT8315 的高電壓輸入能力容易地應用在非隔離型解決方案中。非隔離型轉換器不需要隔離型轉換器的變壓器,取而代之的是采用了一個相對便宜的現成有售電感器作為磁化組件。
對于非隔離型降壓應用,LT8315 的接地引腳連接至降壓拓撲的開關節點,它是一個變化的電壓。LT8315 的獨特檢測方案僅在開關節點連接至地時檢測到輸出電壓,這產生了一個簡單的降壓原理圖,如圖 3 所示。二極管 D2 和 FB 引腳上的兩個電阻器形成了反饋路徑。
圖 3:一款非隔離型降壓轉換器的原理圖:20V~560V 輸入轉換至 12V/120mA 輸出
圖 3 示出了一款非隔離型降壓轉換器的原理圖,該器件把一個極寬的 20V~560V 輸入轉換至穩定的 12V 輸出。這款電路能實現高達 85% 的效率。
結論
LT8315 在 18V 至 560V 的寬輸入電壓范圍內工作,可提供高達15W 的隔離式輸出功率。此器件不需要光耦合器,并擁有豐富的特性,例如:低紋波突發模式 (Burst Mode?) 操作、軟起動、可編程電流限制、欠壓閉鎖、溫度補償和低靜態電流。
高集成度簡化了眾多應用中低組件數和高效率解決方案的設計要求,從電池供電式系統到汽車、工業、醫療、電信電源和隔離型輔助 / 內務處理電源均在其列。
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原文標題:560V 輸入、No-Opto 隔離型反激式轉換器
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