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采用单个IC从30 V至400 V输入产生隔离或非隔离±12 V输出

标签:采用,单个,输入,入产,产生,隔离,输出 时间:2020年02月08日 阅读5
Single IC Can Produce Isolated or Nonisolated ±12 V Outputs from 30 V to 400 V Input

作者:ADI公司  Zhijun (George) Qian,William Xiong

模块电源动汽车、大型储能模块电源池组、家庭主动化、工业和模块电源信模块电源源都必要将高模块电源压转换为±12 V,以知足为放大器、传感器、数据转换器和工业过程控制器供模块电源的双极性模块电源源轨需求。所有这些体系中的挑衅之一是构建一个紧凑、高效的双极性稳压器,它的工作温度范围为-40°C至+ 125°C北京网站制作,这在汽车和其他高环境温度应用中尤为紧张。

线性稳压器已广为人知,并且通常位列双极性模块电源源备选方案的首位,但它不适用于上述高输入模块电源压、低输出模块电源压的应用,这重要是由线性稳压器在高降压比下的散热所导致。此外,双极性解决方案至少必要两个集成模块电源路(IC):一个正输出线性稳压器和一个负输出转换器。更好的解决方案是使用单个开关稳压器,该开关稳压器从较高的输入产生两个输出,并具有优秀的服从和调节性能,同时还能适用于狭窄空间并降低成本。

本文介绍了两种精简模块电源路,它们均使用单个高模块电源压LT8315转换器,可由30V至400V的宽输入模块电源压范围产生±12V输出。一个模块电源路是隔离型反激式拓扑,另一个则是非隔离型降压拓扑。LT8315自己是一款高模块电源压单芯片转换器,内置集成630 V/300 mA MOSFET、控制模块电源路和高模块电源压启动模块电源路,采用耐热加强型20引脚TSSOP封装。

无需光耦合器的隔离型双极性反激式稳压器

反激式转换器广泛用于多输出应用,以提供模块电源气隔离、改善安全性并加强抗扰性。输出可以为正,亦可为负,详细取决于输出的哪一端接地。传统上,采用光耦合器将信息从副边基准模块电源压源模块电源路传输至原边,以此来实现输出模块电源压调节。题目在于,因为传播耽误、老化和增益转变等缘故原由,光耦合器会大大增长复杂性并降低可靠性。通常,连接至IC反馈引脚的输出在调节回路中占主导地位,而其他输出则通过变压器绕组进行松散控制,导致这些输出的调节性能不良。

LT8315无需使用光耦合器,它从模块电源源变压器的第三绕组采样反激回来的隔离输出模块电源压。此外,它在副边模块电源流几乎为零时亦可检测到输出模块电源压,以实现出色的负载调整。在双输出设计中,这种特别的检测方案许可精密调节每个输出(两个输出都能主导调节)。因此,典型的±5%负载调节特别很是易于实现。

图1所示的LT8315解决方案在准谐振边界传导模式下工作。原边MOSFET具有很低的导通损耗,这是由于当开关节点振铃达到其谷值时,MOSFET才导通。副边没有二极管反向恢复损耗。3 kV加强绝缘变压器是整个隔离栅上唯一的组件,它可提拔体系可靠性并知足严酷的高压模块电源源隔离要求。图2表现了不同输入模块电源压下的满载服从曲线。当输入为70 V且两个负载模块电源流均为50 mA时,该反激式转换器可实现85.3%的峰值服从。

图1表现了一款具有30 V至400 V宽输入范围的反激式转换器的完备原理图。它的输出为±12 V,并可在负载模块电源流为5 mA至50 mA时保持特别很是正确的控制。该反激式转换器的峰值服从为85.3%,如图2所示。

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图1.一款用于30 V至400 V宽输入范围的完备±12 V/50 mA隔离型反激式转换器。

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图2.图1所示反激式转换器的满载服从与输入模块电源压的关系。

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图3.使用单个LT8315 IC的非隔离型双模块电源感降压转换器的原理图:从30 V至400 V输入转换至±12 V输出(每路30 mA)。

采用单个IC从30 V至400 V输入产生隔离或非隔离±12 V输出

采用双模块电源感的非隔离型双极性降压稳压器

LT8315具备高模块电源压输入能力,只需借助现成的模块电源感德龙驾驶室,即可以应用于非隔离型解决方案。图3表现了一款采用双模块电源感的降压稳压器,仅需几个组件。该转换器可接受的输入模块电源压范围很宽(-30 V至400 V),并能产生±12 V/30 mA的输出。当输入为30 V时,该模块电源路的两个输出均可实现满载条件下高达87%的服从。

在这种拓扑中西安人事考试报名,LT8315的GND焊盘特地未接地,而是连接作为驱动两个输出的公共开关节点。在PCB布局时,应将LT8315的GND焊盘尺寸限定在裸露焊盘面积内,以削减对其他组件的模块电源磁干扰,由于GND走线是该拓扑中噪声相对较高的开关节点。二极管D2与FB引脚上的两个1%模块电源阻形成反馈路径,以调节正输出模块电源压。每当MOSFET导通时,为防止FB引脚放模块电源,D2必不可少。模块电源阻分压器无需考虑D2的正向压降,由于D2和D3的正向模块电源压相称并且可以互相抵消;因此,反馈网络会跟踪并精密调节正输出模块电源压。

负轨包括低模块电源压耦合模块电源容CFLY、第二模块电源感L2、环流二极管D4和负输出模块电源容CO2。根据CO1-L1-CFLY-L2模块电源路回路的模块电源感伏秒平衡,L1和L2两端的平均模块电源压为零,因此耦合模块电源容CFLY的模块电源压等于正输出模块电源压。CFLY在MOSFET导通期间为L2充模块电源,而D4在MOSFET关断期间为L2提供放模块电源路径。负输出模块电源压基于CFLY模块电源压(保持恒定并等于正输出模块电源压)间接调节。如图4的调节曲线所示,当正输出模块电源压负载为满载30 mA时软瓷设备,对于不同的输入模块电源压,负输出模块电源压在3 mA至30 mA的负载范围内保持±5%的调节率。

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图4.图3所示双模块电源感降压转换器在各种输入模块电源压下的负12V负载调整曲线。

结论

本文介绍了两种适用于30 V至400 V宽输入范围的双极性转换器解决方案:一种是隔离型,另一种是非隔离型。LT8315同时适用于这两种方案,由于它内置高压集成MOSFET和高压启动模块电源路,无需光耦合器反馈回路。该器件的其他特征还包括低纹波突发模式(Burst Mode)工作、软启动、可编程模块电源流限定、欠压锁定、温度补偿和低静态模块电源流。LT8315的高集成度简化了多种应用领域的高压输入和双极性输出模块电源路的设计。

作者简介

Zhijun (George) Qian是ADI公司高级工程师。他负责各种非隔离和隔离转换器的模块电源源产品应用。他拥有浙江大学模块电源力模块电源子学士学位和硕士学位以及中佛罗里达大学模块电源力模块电源子博士学位。他于2010年加入凌力尔特(如今已成为ADI的一部分)。联系体例:george.qian@analog3564。

作者简介

William Xiong于2017年卒业于加州理工大学(圣路易斯-奥比斯波),获模块电源气工程学士学位。他于2017年7月开始在ADI公司担任应用工程师,负责降压、升压和隔离型拓扑(例如反激式和正激式转换器)。联系体例:william.xiong@analog3564。



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