有些工业使用中包含分支电路,需求小型电源为跨阻隔鸿沟的噪声灵敏型电路供电。在PLC、数据收集以及丈量设备等使用中,该阻隔鸿沟可供给抗噪功用。需求这种阻隔式电源的典型分支电路包含阻隔式 RS-232 和 RS-485 通讯通道、线路驱动器、阻隔式放大器、传感器以及 CAN 收发器。此外,咱们在其它使用中也发现了相似的电源需求,它们需求阻隔式电源为 IGBT 供给栅极驱动器电源,并且在一些医疗使用中也需求阻隔技能来保证安全性。
下图是这类体系电源需求的简单独框图。低电压轨(一般 3.3V 或 5V)适用于主体系电源。可将该电压轨用于生成阻隔式低功耗电压轨,其一般需求低于 2W 的功耗,并且未经稳压。
在这些体系中,非对称半桥或 fly-buck™ 拓扑可供给杰出稳压的高功率解决计划。下图是 fly-buck 拓扑的简化原理图。这张图乍眼一看好像很杂乱,但进一步调查后会发现它其实很简单。一次侧电路由一个控制器、一个高侧 (S1) 及一个低侧 (S2) 电源开关、一个电感器和一个输出电容器 (Cr) 组成。
一般,控制器和 FET 整合在一致封装中,支撑更高集成度的解决计划。该一次电路在外观和工作方式上与降压稳压器完全相同,其间 Cr 上的电压由控制器调理。二次电路的外观和工作方式则相似于反激转换器,其间可将二次绕组增加至电感器,供给阻隔式输出电压。当 S2 导通时,Cr 上的电压加于电感器绕组。该电压经电感器耦合,并经过 D1 为输出%&&&&&%器 (Co) 充电。输出电压值只取决于电感器的匝数比和 Cr 上的安稳电压。
因为 Cr 的电压经过稳压,因而与大多数未稳压计划比较,该拓扑可坚持适当严厉的输出电压稳压。fly-buck 稳压下降的主要因素在于负载,并与电感器中的绕组阻抗、输出二极管正向电压以及电感器中走漏电感有关。一般可经过进行少数预加载,将额外 5V 输出电压差错坚持在 +/-5% 以内。
因为一次电路的同步特点,fly-buck 电源的功率也非常明显。以PMP6813为例,其可供给 1W 5V 的阻隔电压,并支撑超越 80% 的功率。这种高功率与集成型 FET 进行完美结合,可使 fly-buck 解决计划合适极小型封装。以上说到的PMP6813规划计划合适 10 毫米 × 20 毫米的电路板面积,并且规划选用经过 3kV 高压测验的变压器。
虽然我供给的实例是针对 5V 输出,但可经过挑选具有不同匝数比的电感器快捷改动输出电压。此外,它还可生成 +/-15V 等阻隔式分轨电源。一般来说,更高的输出电压也会发生更高的功率。PowerLab 库中加载了几种 fly-buck 规划计划,例如下面给出的实例。请及时查阅新博客内容,了解咱们每月为 PowerLab 新增的更多参阅规划。
- PMP6813— 5V 输入至 5V/1W 输出的阻隔式 DIP 模块
- PMP6838— Flybuck 阻隔式 SIP 模块 4.5~5.5V 输入电压、5V/1W
- PMP7315— Flybuck 18-30V 输入电压、24V/100mA 输出
- PMP7942.1— Flybuck 17~32V 输入电压、双 5V/0.25A、15V/0.1A