單片隔離型反激式轉換器

引言

傳統(tǒng)上，隔離型電源在反饋環(huán)路中采用一個光耦合器以跨越隔離勢壘來傳遞調節(jié)信息。不幸的是，光耦合器的增益特性會隨著溫度和使用期而發(fā)生大幅度變化，因此增加了電源環(huán)路補償?shù)碾y度。

凌力爾特的無需使用光耦合器之反激式轉換器系列 (例如：LT?3573、LT3574、LT3575、LT3511、LT3512 和 LT8300) 通過運用一種原邊檢測方案簡化了反饋設計，從而免除了增設一個光隔離器的需要。

LT8302無需使用光耦合器的單片反激式轉換器具有一個集成型 65V/3.6A DMOS 電源開關以及內部環(huán)路補償和軟起動功能。LT8302 可在低至 2.8V 到 42V 的輸入電壓范圍內運作，并提供高達 18W 的輸出功率。其在輕負載條件下執(zhí)行突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作，從而提供低的待機功率損耗，并減少使用的組件數(shù)目。

性能和易用性

LT8302 通過直接從原邊反激波形對隔離的輸出電壓采樣以簡化隔離型反激式轉換器的設計。該解決方案無需第三個繞組或光耦合器就能實現(xiàn)穩(wěn)壓。輸出電壓利用兩個外部電阻和可選的第三個溫度補償電阻器來設置。通過集成環(huán)路補償和軟起動功能，該器件最大限度地減少了所需的外部元件數(shù)目，如圖 1 所示。邊界模式操作允許使用大小適中的變壓器，并保持卓越的負載調節(jié)性能。低紋波突發(fā)模式操作可在輕負載條件下實現(xiàn)高效率，同時最大限度地抑制輸出電壓紋波。

圖 1：一個 2.8V~32V 輸入的完整 5V 隔離型反激式轉換

圖 2：圖 1 所示反激式轉換器的效率

圖 1 示出了完整的 LT8302 反激式轉換器原理圖。如圖 2 所示，這款轉換器具有高達 85% 的效率，而且由于其靜態(tài)電流很低，因此當采用一個 5V 輸入時，可在 10mA 負載條件下維持 82% 的效率水平。

低 IQ、低預負載和高效率

在非常輕的負載條件下，LT8302 降低開關頻率并保持最小的電流限值。在此類情況下，其將進入低紋波突發(fā)模式操作，此時器件在睡眠模式與開關模式之間切換。在睡眠模式時的典型靜態(tài)電流為 106μA，而在開關模式時則為 380μA，從而減小了等效的靜態(tài)電流。

典型的最小開關頻率約為 12kHz，且該電路需要一個非常小的預負載 (通常為滿負載的 0.5%)。于是，LT8302 在待機模式中的功率損耗非常低，這對于那些要求在始終保持接通的系統(tǒng)中具備高效率之應用而言會給予優(yōu)先考慮。

負輸入電源

在典型的負輸入電源中，該 IC 的接地引腳連接至負輸入電壓軌，而后者是一個變化的電壓。因此，其輸出電壓隨輸入電壓而改變 (假設沒有電平移位電路)。LT8302 的獨特反饋檢測電路能夠直接通過開關節(jié)點電壓波形容易地產生一個穩(wěn)定的輸出電壓，因而免除了原本必需的電平移位電路。

圖 3 示出了一個簡單的負至正降壓-升壓型轉換器，圖 4 則示出了一個簡單的負至負降壓型轉換器。

圖 3：負輸入至正輸出的降壓-升壓型轉換器

圖 4：負輸入至負輸出的降壓型轉換器

結論

LT8302 可在 2.8V 至 42V 的輸入電壓范圍內工作，并輸送高達 18W 的隔離輸出功率，而無需光耦合器或第三個繞組。該器件集成了諸多的特性以盡量減少組件數(shù)目，這包括低紋波突發(fā)模式操作、內部軟起動、欠壓閉鎖、溫度補償和內部反饋環(huán)路補償。

LT8302 是眾多應用的理想選擇，從電池供電型系統(tǒng)到汽車、工業(yè)、醫(yī)療、電信電源以及隔離型輔助 / 內務處理電源等均在其列。高集成度可為隔離式供電應用提供簡單易用、元件數(shù)量少、效率高和通用的解決方案。