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好用的電氣隔離方法推薦

作者:ADI現(xiàn)場應(yīng)用工程師Frederik Dostal 時間:2022-11-30 來源:電子產(chǎn)品世界 收藏

許多電路都需要電氣隔離。為了達到電氣隔離的目的,人們通常會使用變壓器。在各類不同的拓撲結(jié)構(gòu)中也會看到利用變壓器來傳輸電能的身影。其中,反激式轉(zhuǎn)換器是一種廣泛使用的電路類型,尤其適用于大約50W或更低的功率。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/202211/441062.htm

 

1顯示了簡單的反激式轉(zhuǎn)換器的原理圖。當開關(guān)S1接通時,反激式轉(zhuǎn)換器將電能存儲在變壓器線圈T1中。當S1斷開時,存儲在線圈中的電能經(jīng)由T1的次級繞組,再經(jīng)由續(xù)流二極管D1傳輸至輸出。

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1.反激式轉(zhuǎn)換器的原理圖

 

從圖1可以看出,除了電源路徑,還需要反饋路徑(綠色所示)。該路徑用于準確調(diào)節(jié)輸出電壓。遺憾的是,這個反饋路徑是相當復(fù)雜的,因為反饋信號也必須通過電氣隔離器進行傳輸。為此,可以使用光耦合器或數(shù)字隔離器模塊,例如ADuM3190。反饋信號也可以在初級側(cè)進行檢測,在這種情況下,無需對反饋路徑進行電氣隔離。

 

使用提供的無光耦產(chǎn)品平臺中的轉(zhuǎn)換器,可以輕松構(gòu)建小型電氣隔離反激式電路。圖2顯示LT8301,其輸入電壓高達42V,最大開關(guān)電流為1.2A。在圖2所示的電路中,沒有從輸出電壓回流至初級側(cè)開關(guān)穩(wěn)壓器的反饋路徑。但是,通過變壓器提供了一個隱藏的內(nèi)部反饋路徑。在初級側(cè)開關(guān)斷開期間,測量通過變壓器的初級繞組反射回來的電壓。這樣就可以獲取有關(guān)初級側(cè)輸出電壓狀態(tài)的準確信息。

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2.采用無光耦LT8301構(gòu)建的高度緊湊、易于使用的反激式轉(zhuǎn)換器電路

 

除了這個電氣隔離解決方案,還可以使用另一種非常不錯的方式來構(gòu)建電氣隔離反激式電路。此技術(shù)如圖3所示。它被稱為隔離降壓轉(zhuǎn)換器。

 

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3.采用MAX17681的隔離降壓轉(zhuǎn)換器

 

一般反激轉(zhuǎn)換器和隔離降壓轉(zhuǎn)換器之間的主要區(qū)別在于初級變壓器繞組和地之間的電容CBUCK。在MAX17681中,變壓器的初級繞組由半橋驅(qū)動。這意味著,MAX17681具有高端和低端開關(guān)。在無光耦反激式轉(zhuǎn)換器(圖2)中,只包含一個開關(guān),位于變壓器的初級繞組和地之間。

 

隔離降壓轉(zhuǎn)換器可以視為一個簡單的降壓轉(zhuǎn)換器,具有耦合電感,因此可產(chǎn)生隔離電壓。圖3中的藍線表示降壓轉(zhuǎn)換器。CBUCK的電壓對應(yīng)這個集成式降壓轉(zhuǎn)換器的調(diào)節(jié)電壓。

 

這兩種電氣隔離開關(guān)穩(wěn)壓器概念都無需通過光耦合器進行信號反饋。那么每種解決方案的優(yōu)點是什么呢?

 

總體來看,無光耦轉(zhuǎn)換器(圖2)無需使用大型初級側(cè)旁路電容(CBUCK),由一個開關(guān)從內(nèi)部驅(qū)動。隔離降壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點在于:可額外提供一個精密調(diào)節(jié)的初級側(cè)電壓。例如,它可以用在系統(tǒng)中為初級側(cè)電路的電子器件提供電能。在設(shè)置時,必須確保在使用具有對應(yīng)匝數(shù)比的變壓器時,能夠生成所需的電氣隔離電壓VOUT2。  

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關(guān)于作者

Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學(xué)微電子學(xué)專業(yè)。他于2001年開始工作涉足電源管理業(yè)務(wù),曾擔任各種應(yīng)用工程師職位,并在亞利桑那州鳳凰城工作了4,負責開關(guān)模式電源。他于2009年加入ADI公司,并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現(xiàn)場應(yīng)用工程師。



關(guān)鍵詞: 電氣隔離方法 ADI

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