Fly-Buck轉(zhuǎn)換器加快隔離式電源軌設(shè)計方案解析

隔離式偏置電源軌在測試和測量設(shè)備、過程控制、電信系統(tǒng)、樓宇基礎(chǔ)設(shè)施、以及工業(yè)自動化系統(tǒng)中很常見。傳統(tǒng)上，隔離式電源的設(shè)計是一個冗長而又乏味的過程，因為其中涉及環(huán)路補償、光耦合器、額外的繞組、和/或者初級側(cè)電源軌。與低功率級相比，其中涉及的工作量、復(fù)雜度、解決方案尺寸、以及成本都過高。
　　這份白皮書將為您介紹：Fly-Buck轉(zhuǎn)換器可通過設(shè)計簡單，容易使用，成本劃算的方式生成多個隔離式電源軌。本文給出了不同應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的實際示例，以顯示基于Fly-Buck的方法在功率高達15W的低功率隔離式設(shè)計方面的有效性。這些示例有助于設(shè)計人員找到那些與特定偏置功率要求相近似的解決方案。文中引用的設(shè)計示例和資源能夠幫助設(shè)計人員更有信心的在系統(tǒng)中設(shè)計并運行隔離式電源解決方案。
　　現(xiàn)代電子系統(tǒng)中的隔離式電源軌
　　現(xiàn)代電子系統(tǒng)包含大量的分布式電源軌；這些電源軌為多種數(shù)字和模擬電路供電。很多系統(tǒng)或子系統(tǒng)，特別是那些需要人工干預(yù)的系統(tǒng)，為了保證它們的安全性，需要將它們與主電源隔離開來。這些系統(tǒng)包括工業(yè)過程控制、樓宇自動化、電信基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)、以及醫(yī)療設(shè)備，以及其他一些系統(tǒng)。圖1至6給出了幾個應(yīng)用了隔離式電源軌的系統(tǒng)示例。Fly-Buck轉(zhuǎn)換器方法是更簡單的方法，在這些系統(tǒng)和其它相似應(yīng)用中生成偏置電源軌。
　　一個常見應(yīng)用領(lǐng)域就是工廠自動化，其中的一個24V DC電源軌或者一個定制的以太網(wǎng)供電 （PoE） 組成了系統(tǒng)分布式電源骨干的一部分（圖1）。分布于整個系統(tǒng)中的控制和傳感器塊需要由偏置電源供電；而這些偏置電源要與主電源總線隔離開來。參考設(shè)計1中包含一個為可編程邏輯控制器 （PLC） I/O模塊供電的完整設(shè)計。
　　
　　圖1.工業(yè)應(yīng)用中的隔離式電源軌
　　另外一個常見的應(yīng)用領(lǐng)域是隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器或電機控制中的柵極驅(qū)動偏置電源。MOSFET、IGBT，或基于碳化硅 （SiC） 的功率級需要隔離式電源軌作為驅(qū)動器，以及控制電路供電；而這些驅(qū)動器或控制電路也許與電源不在同一側(cè)，而是位于隔離邊界的另一側(cè)。高側(cè)驅(qū)動器還需要浮動偏置電源軌；這些電源軌用高達數(shù)百伏電壓與低側(cè)電源軌分離開來（圖2）。參考設(shè)計2是一個完整的，針對3相電機控制系統(tǒng)的Fly-Buck偏置電源設(shè)計。