中心議題：

• 高密度隔離式DC/DC電源轉換技術取得了巨大進步
• 介紹隔離式正激轉換器、反激轉換器的電路組成、功能
• 總結本文並得出相應結論

解決方案：

• 在副端采用 LTC3706 控製器，在主端采用自啟動 LTC3725 智能驅動器
• 采用反激拓撲設計隔離式 DC/DC 轉換器

過去20年來，高密度隔離式DC/DC電源轉換技術取得了巨大進步。20年前，功率密度為 30W/in3 的全磚和半磚 DC/DC zhuanhuanqidetuichuzaiyonghuhetigongdianyuanchanpindegongsizhongyinqilejudadefanxiang。zhexiezhuanhuanqichuleyingyongyudianxinshebeiyiwai

，haikaichuanglezaishujutongxinhegongyexitongzhongcaiyongfenbushidianyuanjiagoudexianhe。henduotigongdianyuanchanpindegongsijinglilejinianjiankudekaifagongzuohou
，jiangchanpintuixiangleshichang
，tamenyanfalezijidecixingyuanjian、拓撲和控製電路
，總是在努力超過自己以前的產品和來自競爭對手的同類產品。今天，這類產品的占板麵積已有 1/4、1/8、1/16 磚等類型了。現在，幾乎每個電源廠商都有高密度隔離式 DC/DC 轉換器產品線，這些產品線或者是通過收購其他公司獲得，或者是內部開發的，目前，這類產品的功率密度已經超過 200W/in3了。

特定應用拓撲 DC/DC 控製器的推出，MOSFET 開關、VDS 額定值和 RDS(ON) 的改進
，以及 Pulser Engineering
、Coilcraft、Tokin 等公司提供的現售平麵電源變壓器和電感器
，為設計師提供了不同的隔離式 DC/DC 轉換器開發途徑。人們常常需要自製隔離式 DC/DC zhuanhuanqi，xuyaowanquankongzhisuoyongzujian，yizaichanpindezhenggeshoumingzhouqineibaozhengzhiliangheshejiwanzhengxing。qitayuanyinhaibaokuoxuyaobiaozhunchanpinbutigongdefujiagongneng
，huoxuyaoteshudewaixingchicun
，yijijiangdichengben。

隔離式正激轉換器
高密度隔離式 DC/DC 轉換器最流行的拓撲之一是正激轉換器，這種轉換器可以提供高達 500W 的功率
，在有些情況下還能提供更高的功率。淩力爾特公司提供單開關和雙開關正激式控製器，這些控製器用主端和副端電路實現同步 MOSFET 的控製、定時和驅動。這些控製器電路具有同步整流和多項(PolyPhase)交錯功率級。不過，正激轉換器現在也能提供同樣的功能。LTC3706 副端同步控製器及其伴隨器件主端智能驅動器 LTC3725 可以用來開發具有降壓型轉換器性能的隔離式正激轉換器。

如圖 1 所示，1/8 磚演示電路 DC1031A-B在副端采用了 LTC3706 控製器，在主端采用了自啟動 LTC3725 智能驅動器。輸出電壓開始上升時

，副端控製器 LTC3706 通過 T1
、D1和 Q2迅速加電。然後 LTC3706 通過信號變壓器 T2 向主端驅動器 LTC3725發送 PWM 柵極編碼脈衝，以承擔控製輸出電壓的任務。接著，LTC3725 作為一個簡單的驅動器工作
，通過 T2 接收輸入信號和偏置電源信號。圖 1 還給出了這個 3.3V 輸出電路的效率曲線。輸出電壓範圍為 0.6V~52V，視輸出電壓的不同，在固定工作頻率時可以達到95%以上的效率，頻率可在 100kHz~500kHz 範圍內選擇。　
　
實現高密度隔離式DC/DC正激轉換器的另一種方法是采用 LT1952-1 主端控製器和 LTC3900 副端同步檢波器控製器(見圖 2)。這個電路可以用或不用實現輸出電壓反饋的光耦合器
，不用光耦合器的電路如圖 2 所示，這個電路是個非常有用的總線轉換器，就中間總線轉換而言，可以接受 ±5% 的總體輸出電壓調節。下遊存在負載點(POL)穩壓器
，而且負載點穩壓器通常有 2:1 的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)範(fan)圍(wei)，因(yin)此(ci)
，未(wei)經(jing)嚴(yan)格(ge)調(tiao)節(jie)的(de)總(zong)線(xian)轉(zhuan)換(huan)器(qi)不(bu)會(hui)出(chu)現(xian)調(tiao)節(jie)問(wen)題(ti)，允(yun)許(xu)通(tong)過(guo)去(qu)掉(diao)光(guang)耦(ou)合(he)器(qi)和(he)有(you)關(guan)驅(qu)動(dong)器(qi)來(lai)簡(jian)化(hua)電(dian)路(lu)，這(zhe)樣(yang)還(hai)可(ke)以(yi)提(ti)高(gao)總(zong)體(ti)效(xiao)率(lv)。輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)反(fan)饋(kui)來(lai)自(zi) T1變壓器額外的初級繞組。這個電路的效率高達 95%，圖 2 所示為不同輸出電壓時的情況。用光耦合器閉合反饋環路的直接輸出電壓檢測也可以納入
，而且可以獲得好於 ±0.5% 的總體調節。這個單開關正激轉換器以高達 500kHz 的開關頻率工作，在高達 500W 的功率級時

，可以產生1.23V~52V的輸出電壓。

隔離式同步和非同步
反激轉換器
設計隔離式 DC/DC 轉換器的一個最簡單且公認的方法是采用反激拓撲。這種拓撲通常用於高達 80W 的功率級，僅需要一個磁性組件，即電源變壓器
，無需輸出電感器，因此，簡化了設計並降低了成本。

圖 3 所示電路是DC1100A演示板，該電路將 18V~72V 的輸入轉換成隔離式 3.3V/3A 輸出，效率為 82%，占板麵積為 1.6 英寸×0.55 英寸。這個設計采用了 LTC3803 電流模式反激 PWM 控製器和 LT4430 光耦合器驅動器

，這兩個器件都采用纖巧的6引腳 ThinSOT封裝。LTC3803 以固定的 200kHz 或 300kHz 頻率工作，具有非常低的啟動電流，僅為 40mA。低di啟qi動dong電dian流liu的de好hao處chu是shi，能neng夠gou用yong阻zu值zhi高gao的de輸shu入ru電dian阻zu和he電dian容rong值zhi低di的de電dian容rong器qi實shi現xian電dian源yuan快kuai速su啟qi動dong，而er且qie電dian路lu尺chi寸cun較jiao小xiao，功gong耗hao較jiao低di。一yi旦dan該gai器qi件jian進jin入ru工gong作zuo狀zhuang態tai，就jiu可ke以yi通tong過guo肖xiao特te基ji二er極ji管guan和he串chuan聯lian電dian阻zu，用yong一yi個ge單dan獨du的de初chu級ji變bian壓ya器qi繞rao組zu供gong電dian，以yi進jin一yi步bu提ti高gao效xiao率lv。就jiu非fei隔ge離li式shi設she計ji而er言yan


，輸shu出chu電dian壓ya通tong過guo相xiang同tong的de二er極ji管guan和he電dian阻zu電dian路lu，可ke以yi用yong來lai為wei LTC3803 供電。

LTC3803 的過流保護門限電壓固定為10mV
，這允許該器件使用低值、低功率電流檢測電阻(就 10W 輸出和 48V 輸入電壓設計而言，典型值為 68mΩ
、1/4W)，從而進一步降低了功耗。LTC3803 可以調節低至 0.8V 的(de)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)
，具(ju)有(you)內(nei)部(bu)軟(ruan)啟(qi)動(dong)功(gong)能(neng)，可(ke)降(jiang)低(di)浪(lang)湧(yong)電(dian)流(liu)
，降(jiang)低(di)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)過(guo)衝(chong)。恒(heng)定(ding)頻(pin)率(lv)工(gong)作(zuo)，一(yi)直(zhi)保(bao)持(chi)至(zhi)輕(qing)負(fu)載(zai)，從(cong)而(er)在(zai)寬(kuan)負(fu)載(zai)電(dian)流(liu)範(fan)圍(wei)內(nei)產(chan)生(sheng)較(jiao)少(shao)的(de)低(di)頻(pin)噪(zao)聲(sheng)。基(ji)於(yu) LTC3803 的電源具有可調斜率補償，以最低的輸出電容實現快速瞬態響應。

LT4430 是光耦合器驅動器
，在 ±0.75% 容限時具有精確的 0.6V 電壓基準，還含有高帶寬(9MHz)誤差放大器。這個器件將這 3 種功能組合到一個封裝中，簡化了設計。LT4430 具有 3V~20V 的寬輸入電源電壓範圍
，光耦合器驅動器提供高達 10mA 的電流，並具有短路保護能力。

反激控製器LTC3805與 LTC3803 相比
，具有更多功能，如工作頻率可編程、同步至外部時鍾、可調軟啟動和可編程接通電壓。用戶在標稱輸入電壓為 48V 的應用中使用這個器件時，也許想對器件編程，以在較高的電壓而不是 9V(在欠壓閉鎖時通常是這樣)上接通。編程是通過 RUN 引腳上的分壓器實現的。LTC3805 也是電流模式 PWM 控製器，啟動時僅需要 40mA 電流。

對較高效率(高達 90%)degelishifanjizhuanhuanqidexuqiuriyizengjia。chuantongshang，zaigelishifanjidianyuanzhongtongshishixianjiandanxinghegaoxiaolvyizhihennan。shixiangaoxiaolvchangchangxuyaoshiyongxianjindefuduantongbuzhengliudianlu
，zhezhongdianluyiduzhiyongyujiaogaogonglvdeyingyong。zhehuizengjiaqijianshuyijitongbuqudongqi
、基準電壓和通常用來保持隔離的光耦合電路的設計複雜性。LT3825 和 LT3837 通過提供精確的同步整流定時、去除反饋環路中的光耦合器並保持卓越的調節和環路響應，簡化了低輸出電壓、中功率反激電源並提高了這類電源的性能。圖 4 是原理圖，以高達 90% 的效率將 48V 的標稱輸入轉換成 3.3V/12A 輸出。這個解決方案還適用於 9V~36V 的輸入電壓範圍。

結語
廣泛提供的專用主端和副端控製集成電路允許各公司設計自己的高密度 DC/DC 轉zhuan換huan器qi，而er不bu必bi經jing過guo設she計ji師shi們men幾ji年nian前qian還hai要yao經jing曆li的de長chang開kai發fa周zhou期qi。各ge公gong司si自zi己ji設she計ji隔ge離li式shi電dian源yuan轉zhuan換huan器qi可ke以yi完wan全quan控kong製zhi設she計ji和he所suo用yong組zu件jian，能neng夠gou設she計ji標biao準zhun產chan品pin可ke能neng不bu提ti供gong的de專zhuan門men功gong能neng，並bing可ke以yi實shi現xian較jiao低di的de總zong體ti成cheng本ben。隨sui著zhe特te定ding拓tuo撲pu控kong製zhi器qi、現售平麵磁性元件、專用電路、演示板以及 PCB 演示板 Gerber 文件的出現，用戶擁有了全麵的電源轉換設計所需的產品，因此，開發自己的隔離式 DC/DC 轉換器就更容易了。