一款提供4V至28V輸入的完整1000 V/15mA隔離型反激式轉(zhuǎn)換器

George Qian 和 Michael Wu Analog Devices 公司

隔離型反激式轉(zhuǎn)換器廣泛用于汽車、工業(yè)、醫(yī)療和電信領(lǐng)域，在此類應(yīng)用中電源必須具有可靠、易用、高電壓和隔離的特性，隔離型反激式轉(zhuǎn)換器必須隨著負(fù)載、電壓和溫度的變化提供卓越的穩(wěn)壓性能。LT8304-1 是一款隔離型、非光反激式轉(zhuǎn)換器，其專為高輸出電壓應(yīng)用而優(yōu)化，可提供高達(dá) 1000 V 的輸出。

傳統(tǒng)上，穩(wěn)壓反饋環(huán)路需要一個體積龐大的高電壓分壓器連同光耦合器，前者用于直接檢測高輸出電壓，后者則用于穿過隔離勢壘傳回反饋信息。由于一個 1206 電阻器最多能承受200 V（最大值）的高電壓，因而產(chǎn)生了尺寸龐大的電阻器解決方案。這樣一來，為了檢測 1000 V 的電壓，需要至少 6 個1206 電阻器和一個小的底端電阻器。

從一個 4 V 至 28 V 輸入產(chǎn)生 1000 V/15 mA 輸出LT8304-1 反激式轉(zhuǎn)換器設(shè)計采用的組件較少。圖 1 顯示一款完整的 4 V～28 V 輸入至 1000 V 輸出解決方案，其能夠支持 15 mA負(fù)載。輸出電流能力 隨著輸入電壓的增加而提高，當(dāng)輸入電壓高于 24 V 時可達(dá)到 13mA。由于 LT8304-1 可通過原邊波形檢測輸出電壓，因此無需配置大尺寸高電壓分壓器，也不必采用光耦合器。

有關(guān) LT8304-1 周圍組件所承受之電壓和電流應(yīng)力計算的說明，詳見 LT8304-1 的數(shù)據(jù)手冊。值得注意的是，這款 1000 V 解決方案采用了一個在副邊具有 3 個分離輸出繞組的變壓器。原邊至副邊匝數(shù)比為 1:10:10:10，而不是單副邊繞組 1:30 匝數(shù)比變壓器。1:10:10:10 變壓器使得輸出電壓應(yīng)力可在 3 個高電壓輸出二極管和 3 個高電壓輸出電容器之間分擔(dān)。單個組件的電壓額定值只需為總電壓的 1/3，因而有利于獲得更多可供選擇的輸出二極管和輸出電容器。

圖 2 顯示這款峰值效率達(dá)到 90.5% 的反激式轉(zhuǎn)換器。即使未采用光耦合器，各種不同輸入電壓下的負(fù)載調(diào)節(jié)仍然很緊，精度通常為 2% 至 3%，如圖 3 所示。

從 4 V 至 18 V 輸入產(chǎn)生 800 V/10 mA 輸出

圖 4 顯示一款完整的 4 V～18 V 輸入至 800 V 輸出解決方案，其能夠提供高達(dá) 10 mA 的輸出電流。當(dāng)輸入為 18 V 和負(fù)載電流為10 mA 時，該反激式轉(zhuǎn)換器可實現(xiàn) 88.2% 的峰值效率。圖 5 顯示各種不同輸入電壓下的效率曲線；圖 6 顯示了卓越的負(fù)載調(diào)節(jié)性能。另外，該解決方案采用的組件較少。

結(jié)論

LT8304-1 是一款簡單易用的單片微功率隔離型反激式轉(zhuǎn)換器，專為高輸出電壓應(yīng)用而優(yōu)化。通過直接從原邊反激式波形對隔離輸出電壓進(jìn)行采樣，完整的解決方案可保持嚴(yán)緊的電壓調(diào)節(jié)— 既不需要輸出分壓器，也不需要光隔離器。

輸出電壓簡單地利用兩個外部電阻器和第三個任選的溫度補(bǔ)償電阻器進(jìn)行設(shè)置。邊界模式操作造就了一款具卓越負(fù)載調(diào)節(jié)性能的小型磁性解決方案。一個 2 A、150 V DMOS 電源開關(guān)連同所有的高電壓電路和控制邏輯單元均集成在耐熱性能增強(qiáng)型8 引腳 SO 封裝中。LT8304-1 在 3 V 至 100 V 的輸入電壓范圍內(nèi)工作，并可提供高達(dá) 24 W 的隔離輸出功率。