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閱讀：78發(fā)布時間：2024-9-27
電源設(shè)計人員經(jīng)常使用隔離式 DC/DC轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)電流隔離、滿足安全要求并增強抗噪能力。在設(shè)計隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器時，輸出電壓調(diào)節(jié)精度是要考慮的眾多設(shè)計目標之一，所需的電平可能因應(yīng)用而異。在某些情況下優(yōu)于 ±5% 的總體電壓調(diào)節(jié)就足夠了，而在其他情況下可能需要 ±10%。
隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的許多電源管理拓撲和調(diào)節(jié)方案在電壓調(diào)節(jié)精度方面差異很大。例如，閉環(huán)隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的反饋和控制如圖 1 所示。
圖 1. 閉環(huán)隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器的反饋和控制。
在此示例中，變壓器用于將輸出與功率級的輸入電隔離。在閉環(huán)隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器中，反饋電路檢測輸出電壓并通過將檢測到的電壓與電壓基準進行比較來產(chǎn)生誤差。然后使用該誤差來調(diào)整控制變量，例如占空比，以補償輸出偏差。初級側(cè)和次級側(cè)的控制電路之間的電流隔離也是的。這種隔離可以通過使用變壓器或光耦合器來實現(xiàn)。假設(shè)基準電壓在溫度變化時是精確且穩(wěn)定的，調(diào)節(jié)精度主要取決于輸出電壓檢測精度。換言之，VSENSE與 VOUT的相似程度如何。
就輸出電壓調(diào)節(jié)精度而言，隔離式 DC/DC 解決方案分為三類之一：穩(wěn)壓、非穩(wěn)壓和半穩(wěn)壓。
穩(wěn)壓隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器直接在次級側(cè)檢測和調(diào)節(jié)輸出電壓。光耦合器或數(shù)字隔離器用于將控制信號從次級側(cè)傳輸?shù)匠跫墏?cè)。穩(wěn)壓隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器可提供 ±3% 至 ±5% 范圍內(nèi)的精確調(diào)節(jié)。非穩(wěn)壓隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器也稱為開環(huán)隔離式 DC/DC轉(zhuǎn)換器。在具有固定 50% 占空比的推挽式轉(zhuǎn)換器的典型情況下，通過選擇正確的變壓器匝數(shù)比來實現(xiàn)所需的輸出電壓。這種開環(huán)轉(zhuǎn)換器既不需要反饋電路也不需要信號隔離器，而且它的輸出電壓不會針對輸入電壓或負載電流進行補償。該解決方案的優(yōu)點是成本低且簡單。一個缺點是 VOUT 將與 VIN 變化成比例變化。半穩(wěn)壓隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器還包括一個反饋電路，但它不直接檢測和調(diào)節(jié)輸出。相反，它會感應(yīng)電壓，該電壓類似于次級側(cè)的輸出電壓，但通常以初級輸入電壓為參考。在這種情況下，半穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器可以實現(xiàn)與穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換器一樣精確的輸出電壓，但它不需要光耦合器。
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