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如何改进FlyBuck拓扑中的隔离式输出稳压第1部分

发布时间:2020-07-01 02:20:18 阅读: 来源:水泥发泡切割机厂家

过去几年,各种工业应用设计人员对 Fly-Buck™ 拓扑产生了浓厚的兴趣。与更多常见隔离式拓扑相比,Fly-Buck 隔离式拓扑可提供更低成本的替代解决方案。本博客系列共有两篇文章。在第一篇中,我们不仅将简单介绍反激式拓扑的工作原理,而且还将提供一种用于改进隔离式输出稳压的简单设计方案。

本文引用地址: 转换器源自一种同步降压转换器,采用耦合电感器或反激式变压器替代输出滤波器电感器。Fly-Buck 拓扑的工作原理在[1] 中进行了详细介绍。尽管 Fly-Buck 拓扑为人们所知已有一段时间,但到了 LM5017 等集成型高电压同步 COT 稳压器推出后,由于无需任何外部补偿,才简化了其使用。现在我们可以看到,这种拓扑已广泛应用于 PoE (33V<**>IN-57V<**>IN)、电信 (48 V<**>IN) 以及其它隔离式偏置应用领域。

如图 1 所示,基本 Fly-Buck 转换器可对一次输出进行稳压,而二次隔离式输出可“跟随”稳压后的一次输出。额定二次输出电压的计算公式为:

其中,N1/N2 是变压器的匝数比,V<**>F 是二次整流二极管的正向偏置压降。

图 1. 支持一次及隔离式输出的 Fly-Buck 转换器

二次稳压可受到多种因素影响,其中包括输入输出电压占空比、变压器漏电感、电源传输(关断时间 T<**>OFF 下)过程中电流循环路径的电阻下降,以及二极管正向压降随温度及正向电流 I<**>F 的变化等。与主动控制的一次输出电压相比,所有这些因素可降低二次输出稳压性能。在一些应用中,在线路电压及负载电流范围内对隔离式输出进行稳压,通常要比图 1 所示电路所能实现的严格得多。

基于 LM5017 的完整 Fly-Buck 转换器电路如图 2 所示。在该原理图中,用来保持 12V 额定稳压一次电压的 R<**>FB2 的典型值为 8.25k。R<**>FB2 和 R<**>FB1 的典型值可以根据 1.225V 下的 V<**>FB 引脚电压典型值以及相对应的分压器电路 (R<**>FB2//R<**>FB1) 轻松得出。[2] 中给出的应用图能够更详细地说明该计算。

图 2. 基于 LM5017 的 Fly-Buck 转换器电路,没有基于光耦合器的稳压电路

采用这种配置,一次输出电压得到了极好的稳压,能够达到预期效果,但我们可以观察到二次输出电压因二次负载电流而产生的稳压丧失,如图 3 所示。从图 3 还可以看到,随着线路电压的升高,二次输出电压更加偏离了 5V 的额定二次输出电压。

图 3. LM5017 隔离式输出电压稳压

要改善该隔离式输出电压的稳压问题,在这里也可使用一个可重复的简单解决方案。该设计包括一直用于许多其它隔离式拓扑的专用反馈补偿电路。用户只需使用一款光耦合器及并联稳压器 LM431A,即可设计可对二次侧进行稳压的简单隔离式补偿电路。我们将在本博客系列的第二篇文章中讨论该补偿电路及效果。

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