隔離電源變得簡(jiǎn)單

LT?3748 是一款專門用于開關(guān)穩(wěn)壓控制器 旨在簡(jiǎn)化隔離電源的設(shè)計(jì) 使用反激式拓?fù)洹o(wú)第三個(gè)繞組或光隔離器 是必需的，因?yàn)?LT3748 檢測(cè)隔離輸出 電壓直接來(lái)自初級(jí)側(cè)反激波形。

設(shè)計(jì)反激式轉(zhuǎn)換器的一個(gè)挑戰(zhàn)是，與變壓器副邊輸出電壓有關(guān)的信息必須反饋給初級(jí)側(cè)的穩(wěn)壓器，以保持穩(wěn)壓。從歷史上看，跨越隔離柵的反饋是使用光隔離器或額外的變壓器繞組實(shí)現(xiàn)的，盡管這兩種方法都存在許多設(shè)計(jì)問(wèn)題。光隔離器反饋電路增加了元件，增加了轉(zhuǎn)換器尺寸和成本。它們還會(huì)消耗功率，降低效率并使熱設(shè)計(jì)復(fù)雜化。光隔離器還由于動(dòng)態(tài)響應(yīng)有限、固有非線性、單元間的典型變化以及隨時(shí)間的變化而難以精確調(diào)節(jié)輸出。通常的替代方案是增加一個(gè)額外的變壓器繞組，但這可能會(huì)引入其他問(wèn)題，包括更大、更昂貴的磁性元件或有限的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。

相比之下，LT3748 通過(guò)檢查初級(jí)側(cè)反激式脈沖波形來(lái)推斷隔離輸出電壓。這樣，既不需要光隔離器，也不需要額外的變壓器繞組來(lái)維持穩(wěn)壓，輸出電壓很容易用兩個(gè)電阻器進(jìn)行編程。

LT3748 具有一種邊界模式控制方法 （也稱為臨界導(dǎo)通模式），其中該器件在連續(xù)導(dǎo)通模式和非連續(xù)導(dǎo)通模式之間的邊界處工作，如圖 1 所示。由于邊界控制模式操作，當(dāng)次級(jí)電流約為零時(shí)，可以從變壓器初級(jí)電壓計(jì)算輸出電壓。這種方法無(wú)需外部電阻和電容即可改善負(fù)載調(diào)整率，典型線路和負(fù)載調(diào)整率優(yōu)于±5%，同時(shí)允許采用簡(jiǎn)單緊湊的解決方案，如圖12中的30V、2W演示板所示。

圖1.在邊界模式下工作的基于 LT3748 的反激式轉(zhuǎn)換器的理想波形

圖2.無(wú)光耦合器30W設(shè)計(jì)，輸入范圍為18V至90V（實(shí)際尺寸）

輸出功率

由于 MOSFET 電源開關(guān)位于 LT3748 外部，因此最大輸出功率主要受外部組件的限制，而不是 LT3748。輸出功率限制可分為三類：電壓限制、電流限制和熱限制。反激式設(shè)計(jì)中的電壓限制主要是MOSFET開關(guān)的最大漏極至源極電壓和輸出二極管反向偏置額定值。在高功率應(yīng)用中，輸出功率傳輸?shù)碾娏飨拗仆ǔＪ艿阶儔浩黠柡碗娏鞯南拗?，盡管MOSFET開關(guān)和輸出二極管可能也需要額定為所需電流。在較低輸出電壓的反激式應(yīng)用中，輸出二極管的損耗主要影響著，隨著輸出電壓的增加，變壓器中的電阻和漏損越來(lái)越重要。

優(yōu)化的功能

LT3748 能夠利用其能夠提供 1.9A 平均輸出電流 （上升和下降） 的內(nèi)置柵極驅(qū)動(dòng)器及其內(nèi)部 INTV 以高達(dá) 幾百 kHz 的頻率驅(qū)動(dòng)絕大多數(shù)適當(dāng)?shù)?MOSFET抄送低壓差穩(wěn)壓器。此外，通過(guò)可編程軟啟動(dòng)和欠壓鎖定，啟動(dòng)得到良好控制。盡管 LT3748 采用緊湊的 MSOP-16 封裝，但已移除了 3 個(gè)引腳，以便為高電壓操作提供足夠的間距，如圖 <> 所示。

圖3.LT3748 采用 MSOP-16 封裝，其中去掉了 <> 個(gè)引腳以實(shí)現(xiàn)高電壓操作。

超速駕駛英視抄送帶第三繞組

LT3748 無(wú)需一個(gè)光耦合器或第三繞組即可提供卓越的輸出電壓調(diào)節(jié)，但對(duì)于某些具有高輸入電壓的應(yīng)用，額外的繞組可以提高整體系統(tǒng)效率，尤其是在較輕的負(fù)載下。第三個(gè)繞組應(yīng)設(shè)計(jì)為輸出高于7.2V但不超過(guò)20V的電壓。在超過(guò) 15W 的典型應(yīng)用中，過(guò)驅(qū)動(dòng) INTV抄送PIN 在最大負(fù)載下可將效率提高幾個(gè)百分點(diǎn)，在輕負(fù)載下可將效率提高 10% 以上。圖4顯示了圖5中電路在連接和未連接第三個(gè)繞組時(shí)的效率。

圖4.圖3748中LT5應(yīng)用的效率（帶和不帶第三個(gè)繞組）

過(guò)流保護(hù)

LT3748 具有一個(gè)內(nèi)部門限，用于檢測(cè) R 中的電流何時(shí)意義電阻器超出編程范圍，以便在系統(tǒng)故障時(shí)保護(hù)外部設(shè)備。當(dāng)感性輸出短路導(dǎo)致輸出電壓降至零以下或超過(guò)變壓器飽和電流時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況。無(wú)論原因如何，當(dāng) SENSE 引腳上的電壓超過(guò) ~130mV 或比 R 中的編程最大電流限值高 30% 時(shí)意義電阻—SS 引腳復(fù)位，從而停止開關(guān)操作。一旦軟啟動(dòng)電容再充電并達(dá)到軟啟動(dòng)門限，開關(guān)將在最小電流限值處恢復(fù)。在輸出短路情況下，反射輸出電壓加上正向二極管壓降大于零，LT3748 正常工作，并且沒有外部組件受到任何應(yīng)力。

高溫操作

LT3748 可提供 E、I 和 H 等級(jí)，專為在寬溫度范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)卓越的性能而設(shè)計(jì)。除了內(nèi)部的 INTV抄送穩(wěn)壓器，LT3748 即使在高輸入電壓下消耗的功率也非常小，因此熱性能的限制幾乎完全在于外部組件，這些組件可根據(jù)需要正確調(diào)整尺寸或冷卻。

12V， 3A 輸出，來(lái)自 18V–90V 輸入

圖5所示為將寬輸入范圍高效轉(zhuǎn)換為12V輸出的應(yīng)用。由于 LT3748 能夠在其輸入端處理高達(dá) 100V 的電壓，因此在線路電壓和控制器之間不需要額外的接口電路。只需一個(gè)簡(jiǎn)單的 RC 緩沖器即可保護(hù) 200V Si7450 MOSFET 在整個(gè)線路和負(fù)載范圍內(nèi)免受過(guò)大電壓的影響。雖然通常連接第三個(gè)繞組以提高較輕負(fù)載下的效率，但所有調(diào)節(jié)都是在初級(jí)繞組上完成的——沒有第三個(gè)繞組的變壓器在較低輸入電壓和高輸出負(fù)載下的效率幾乎相同。

圖5.圖2所示的轉(zhuǎn)換器原理圖。該轉(zhuǎn)換器采用 18V 至 90V 輸入，并在 2V 時(shí)產(chǎn)生 5.12A 輸出。

用于汽車應(yīng)用的IGBT控制器電源

LT3748 能夠輕松產(chǎn)生多個(gè)隔離電源，為采用電動(dòng)或混合動(dòng)力電動(dòng)汽車中的高電池電壓驅(qū)動(dòng)同步電機(jī)的 IGBT 供電，如圖 6 所示。最大 V 為 150V 的 MOSFETDS選擇，以便任何緩沖電路都是可選的，并且遲滯UVLO閾值設(shè)置為在V時(shí)開始切換在等于 10V，同時(shí)允許 V在切換時(shí)下降至8V。

圖6.用于混合動(dòng)力和電動(dòng)汽車應(yīng)用的IGBT控制器電源

用于遠(yuǎn)程傳感器的高輸出電壓

反激式拓?fù)渫ǔＪ钱a(chǎn)生高壓隔離輸出的唯一方法，用于長(zhǎng)電纜敷設(shè)或?yàn)榻涌谠O(shè)備供電。圖7顯示了這種應(yīng)用的典型應(yīng)用，具有互補(bǔ)的300V輸出。對(duì)于此應(yīng)用中的低功率水平，現(xiàn)成的EP13變壓器綽綽有余，并保持較小的整體解決方案尺寸。

圖7.±300V隔離式反激式轉(zhuǎn)換器

結(jié)論

LT3748 通過(guò)使用一種初級(jí)側(cè)檢測(cè)、邊界模式控制方案簡(jiǎn)化了隔離式反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，該方案免除了增設(shè)光耦合器及其相關(guān)電路的需要。LT3748 還具有寬輸入范圍、低內(nèi)部功耗、一個(gè) 1.9A 柵極驅(qū)動(dòng)器和用戶可編程保護(hù)功能，這些功能進(jìn)一步簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)并增加了其多功能性。

審核編輯：郭婷