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熱搜關(guān)鍵詞:
在隔離型DC-DC轉(zhuǎn)換器中,反激(Flyback)拓?fù)湟蚱浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低且支持寬輸入輸出比而被廣泛應(yīng)用于中小功率電源系統(tǒng)中。該拓?fù)浔举|(zhì)上基于升壓(Boost)結(jié)構(gòu),通過引入變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離,并利用繞組變比調(diào)節(jié)電壓轉(zhuǎn)換范圍,使其適用于從幾伏到數(shù)百甚至數(shù)千伏的多種應(yīng)用場(chǎng)景。
如下圖所示,反激式電路包含兩個(gè)主要熱環(huán)路——輸入側(cè)和輸出側(cè)。這兩個(gè)環(huán)路由于存在快速變化的電流(高di/dt),是EMI噪聲的主要來源。因此,在PCB布局過程中應(yīng)盡量縮短相關(guān)路徑長(zhǎng)度,減小環(huán)路面積,以降低輻射噪聲。然而,變壓器體積通常較大,可能限制了這一優(yōu)化空間,增加了布局挑戰(zhàn)。
另一個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)考慮是開關(guān)節(jié)點(diǎn)處的電壓尖峰問題。當(dāng)主開關(guān)(MOSFET)關(guān)斷時(shí),由于變壓器漏感的存在,會(huì)產(chǎn)生較大的反激電壓脈沖,其幅值與輸出電流成正比。為抑制這類高頻尖峰,通常需要在開關(guān)節(jié)點(diǎn)附近添加RC緩沖網(wǎng)絡(luò)或TVS鉗位器件,防止造成MOSFET擊穿或引發(fā)額外的傳導(dǎo)干擾。
反激拓?fù)涮貏e適用于需要直流隔離的場(chǎng)合,例如工業(yè)控制、儀器儀表、醫(yī)療設(shè)備等對(duì)安全等級(jí)要求較高的系統(tǒng)。同時(shí),由于其具備多路輸出能力,次級(jí)繞組可靈活配置不同極性或電壓等級(jí),適合為多個(gè)子系統(tǒng)提供獨(dú)立供電。
值得注意的是,反激拓?fù)渫ǔ4嬖谳^高的共模漏電流,尤其在高壓輸出應(yīng)用中更為明顯。因此在滿足安規(guī)認(rèn)證的設(shè)計(jì)中,必須合理選擇Y電容及屏蔽措施,以符合EMC標(biāo)準(zhǔn)。
此外,若采用非光學(xué)反饋(即無光耦反饋)方案,則輸出電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率相對(duì)傳統(tǒng)閉環(huán)反饋會(huì)有所下降,需權(quán)衡性能與簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)之間的取舍。
LT8301:集成MOSFET的非光耦反饋單片IC,支持42V輸入/6W輸出,適合低功耗通用隔離電源;
LT3511:100V耐壓,2.5W輸出能力,適用于中低壓輸入、緊湊型隔離電源模塊;
LTC3803:控制器架構(gòu),支持高達(dá)75V輸入,搭配外部MOSFET可用于更高功率需求的應(yīng)用;
LT3001:36V輸入/4W輸出,專為小尺寸、低功耗隔離式轉(zhuǎn)換設(shè)計(jì),集成度高。
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總結(jié)而言,反激式轉(zhuǎn)換器憑借其結(jié)構(gòu)靈活、易于實(shí)現(xiàn)隔離的優(yōu)勢(shì),成為眾多工程師在設(shè)計(jì)初級(jí)隔離電源時(shí)的首選。但在實(shí)際應(yīng)用中,仍需重點(diǎn)關(guān)注熱環(huán)路布局、反激電壓抑制、EMI濾波以及反饋精度等問題。隨著集成化趨勢(shì)的發(fā)展,新一代非光耦反饋IC將進(jìn)一步提升設(shè)計(jì)效率并縮小整體尺寸。