摘要: 简单性、严格的调节和高效率不再是隔离电源的可选特性,但要实现这三点在传统上是困难的。高效率往往需要使用先进的拓扑结构和自制的二次同步整流方案。
简单,严格的监管和高效率不再是隔离电源的可选特性,但要实现这三个是非常困难的。高效率通常需要使用先进的拓扑结构和自制的二次同步整流方案。多输出电源的严格调节通常是简单,高效,多输出,隔离反激电源,具有出色的调节,通过低效,线性后稳压器或高效(但相对昂贵)开关模式稳压器ic完成。所有这些解决方案在零件数量和设计复杂性方面都未能通过简单性测试。
幸运的是,一项突破性的集成电路使得实现高效率和严格的监管成为可能,同时保持了反激电源的简单性。LT3825简化并提高了低电压,多输出反激电源的性能,提供精确的同步整流器定时,消除了光耦反馈的需要,同时保持了出色的调节和卓越的环路响应。
48V输入到三重输出:5V在2A, 3.3V在3A和2.5V在3A
图1中的电路显示了一个隔离的、无光隔离的、同步反激的电源,在2A时48V到5.0V,在3A时3.3V,在3A时2.5V。图2显示了它的效率。在48V的名义输入电压下,转换器的效率超过87%,每个输出端的额定输出电流接近于更高部分的计数正激转换器。这主要是一个简单的,控制良好的同步整流实施的结果。由于这种高效率,任何组件的最高温度仅比环境温度高35°c,而气流只有微不足道的100LFM。
采用反馈绕组代替光耦合器和二次参比来调节输出电压,效果良好。图3所示的调节曲线显示,当按比例长输出时,±1.6%很容易达到。即使输出负载在所有可能的10%到100%负载电流组合,所有输出之间的交叉调节在±3.6%以内。图4显示了电源在1.5 a到3a负载阶跃、2.5V输出、5A/µs压摆率和36v输入时的瞬态响应。在这个50%负载步骤中,所有输出电压保持在其设定点的±2%以内。
该电路还具有输出电压纹波极低的优点;在200kHz的开关频率下,所有输出显示小于10mv (P-P)。这种性能是由于每个输出上的小的,第二级,电感/电容滤波器。
LT3825操作
LT3825的同步整流器输出(SGpin)使得驱动同步整流器mosfet (Q2-Q4)变得简单,同时保持允许的零件数量。设置这些同步整流器相对于Q1的死区时间只需要一个电阻程序。避免传统的,更复杂的,离散时序电路允许设计人员设置最佳死区时间,因为这个时序在LT3825内控制得很好。TheLT3825还排除了对二次侧同步控制器及其相关电路的需求。
易于实现的同步整流还有另一个优点:它加强了输出交叉调节。一种使用肖特基二极管的替代同步整流,其在温度和负载上的变化超过0.25V。在相同的条件下,图1中mosfet上的电压降仅变化60mV,是原来的四倍。基于mosfet的拓扑结构紧密耦合每个输出,从而在极端温度和交叉长时间条件下降低电压差。
LT3825不是使用零件密集的二次侧电压基准和误差放大器来驱动光耦合器,而是使用反激变压器T1上的初级偏置绕组(见图1)。反激脉冲期间,该绕组上的电压是反射到初级电压的所有输出电压的平均值。lt3825反馈(FB)引脚读取该电压,然后用于调制Q1的导通时间以调节输出电压。交叉调节性能得到增强,因为所有输出的平均值呈现给控制器,而不是像光耦合器那样只有一个输出电压的信息。该技术的另一个重要优点是,在开关周期结束后,输出电压信息立即到达控制器。在传统的基于光耦合器的设计中,仅光耦合器就会出现数十到数百微秒的延迟,严重限制了转换器的瞬态响应。
其他功能
一个可选的,电阻可编程,输入欠压锁定是可用的。可选的软启动电容控制启动期间输出电压的转换速率,从而限制输入电源的涌流。由于LT3825集成了电流模式控制,因此在电压模式控制器上改进了短路行为和易于环路补偿。开关频率可以在50khz到250kHz的任何地方设置,从而可以为特定应用找到解决方案尺寸和效率的正确平衡。开关频率可以与外部系统时钟同步,以获得进一步的灵活性。
有可能进一步减少零件数量
对于较低的输入电压(5V至20V)和更简单的设计,lt3837是LT3825的补充。lt3837从直接连接到其v (CC)引脚的较低输入电压启动并运行,因此不需要几个组件来产生偏置电源,包括D1, C6, R1和R2。
结论
LT3825允许设计人员提高多输出反激电路的性能,同时减少零件数量并简化实现。
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