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    隔离式DC/DC转换器稳压的背后是什么?

    Click: 48  Date: 15/11/2022 10:26:27 AM


       电源设计人员经常使用隔离式 DC/DC转换器来实现电流隔离、满足安全要求并增强抗噪能力。在设计隔离式 DC/DC 转换器时,输出电压调节精度是要考虑的众多设计目标之一,所需的电平可能因应用而异。在某些情况下优于 ±5% 的总体电压调节就足够了,而在其他情况下可能需要 ±10%。

      隔离式 DC/DC 转换器的许多电源管理拓扑和调节方案在电压调节精度方面差异很大。例如,闭环隔离式 DC/DC 转换器的反馈和控制如图 1 所示。

      图 1. 闭环隔离式 DC/DC 转换器的反馈和控制。

      在此示例中,变压器用于将输出与功率级的输入电隔离。在闭环隔离式DC/DC转换器中,反馈电路检测输出电压并通过将检测到的电压与电压基准进行比较来产生误差。然后使用该误差来调整控制变量,例如占空比,以补偿输出偏差。初级侧和次级侧的控制电路之间的电流隔离也是必不可少的。这种隔离可以通过使用变压器或光耦合器来实现。假设基准电压在温度变化时是精确且稳定的,调节精度主要取决于输出电压检测精度。换言之,VSENSE与 VOUT的相似程度如何。

      就输出电压调节精度而言,隔离式 DC/DC 解决方案分为三类之一:稳压、非稳压和半稳压。

      稳压隔离式 DC/DC 转换器直接在次级侧检测和调节输出电压。光耦合器或数字隔离器用于将控制信号从次级侧传输到初级侧。稳压隔离式 DC/DC 转换器可提供 ±3% 至 ±5% 范围内的精确调节。非稳压隔离式 DC/DC 转换器也称为开环隔离式 DC/DC转换器。在具有固定 50% 占空比的推挽式转换器的典型情况下,通过选择正确的变压器匝数比来实现所需的输出电压。这种开环转换器既不需要反馈电路也不需要信号隔离器,而且它的输出电压不会针对输入电压或负载电流进行补偿。该解决方案的优点是成本低且简单。一个缺点是 VOUT 将与 VIN 变化成比例变化。半稳压隔离式 DC/DC 转换器还包括一个反馈电路,但它不直接检测和调节输出。相反,它会感应电压,该电压类似于次级侧的输出电压,但通常以初级输入电压为参考。在这种情况下,半稳压转换器可以实现与稳压转换器一样精确的输出电压,但它不需要光耦合器。