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隔离反激式转换器
阅读:5367时间:2011-05-31 22:31:56

  隔离反激式转换器专为隔离型反激式拓扑结构而特别设计。无需借助第三个绕组或光 隔离器 来实现稳压,因为该器件可以直接从主端反激波形来检测输出电压,满足较低功率隔离的要求。

性能特点

  ●4.5V 至 100V 输入电压范围

  ●内部 420mA、150V  电源开关

  ●边界模式运作

  ●无需借助变压器第三绕组或光隔离器来实现稳压

  ●改善的主端绕组反馈负载调节

  ●VOUT 利用两个外部 电阻器 来设定

  ●用于内部偏压电源和电源开关 驱动器 的 BIAS 引脚

  ●无需采用外部启动电阻器

  ●16 引脚 MSOP 封装

原理

  隔离反激式转换器的工作原理:当开关管VT导通时,变压器T初级Np有电流Ip,并将能量储存于其中(E=Lp*Ip?/2)。由于初级Np与次级Ns极性相反,此时次级输出整流二极管D反向偏压而止,无能量传送到负载。当开关管VT关断时,由楞次定律:(感应电动势E=-NΔ∮/ΔT)可知,变压器原边绕组将产生一反向电动势,此时输出整流二极管D正向导通,负载有电流Il流通。

  由图可知,开关管Q导通时间Ton的大小将决定IP、Vds的幅值为Vds(max)=Vin/1-Dmax。(其中Vin:输入直流电压;Dmax:占空比Dmax=Ton/T)。由此可知,想要得到低的漏极电压,必须保持低的Dmax,也就是Dmax<0.5,在实际应有中通常取Dmax=0.45,以限制Vds(max)≦2Vin。

  开关管VT导通时的漏极工作电流Id,也就是原边峰值电流Ip,根据能量守恒原则即原副边安匝数相等NpIp=NsIs可导出等式:Id=Ip=Il/n。因Il=Io,故当Io一定时,匝比N的大小即决定了Id的大小。

  原边峰值电流Ip也可用下面公式表示:Ip=2Po/(n*Vin*Dmax)(n转换器的效率)。推导过程如下:

  ∵一个工作周期内T输出功率可表示为:Po=Lp* Ip?*n/2T。

  又∵输入直流电压:Vin=Lp*di/dt,设di=Ip,且1/dt=f/Dmax,

  ∵Vin=Lp*Ip*f/Dmax或Lp=Vin*Dmax/(Ipxf)代入Po等式中可得:Po=nVin f Dmax Ip?/2f Ip=1/2nVinDmaxIp

  ∵Ip=2Po/(n*Vin*Dmax)(说明:Vin:最小值流输入电压(V);Dmax:占空比;Lp:变压器初级电感(mH);Ip:变压器原边峰值电流(A);F:转换频率(KHZ)

  由上述理论可知,转换器的占空比与变压器的匝数比受限于开关管耐压值与漏极电流,而此两项是导致天半管成本上升的关键因素,因此设计时需综合考量做取舍。

应用

  ●隔离型电信电源

  ●隔离型辅助 / 内务处理电源

  ●隔离型工业、汽车和 医疗电源

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