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類(lèi)型分類(lèi):
科普知識(shí)
數(shù)據(jù)分類(lèi):
單路平板開(kāi)關(guān)電源

基于LT3573隔離型反激式的DC-DC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

發(fā)布日期:2022-04-18 點(diǎn)擊率:64

基于LT3573隔離型反激式的DC-DC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)  作者:佚名2014年08月26日 11:31

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[導(dǎo)讀] 自從1994年單片開(kāi)關(guān)電源問(wèn)世以來(lái),為開(kāi)關(guān)電源的推廣和普及創(chuàng)造了條件。

關(guān)鍵詞:LT3573DC-DC開(kāi)關(guān)電源

  引言

  自從1994年單片開(kāi)關(guān)電源問(wèn)世以來(lái),為開(kāi)關(guān)電源的推廣和普及創(chuàng)造了條件。開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用涉及到各種電子電器設(shè)備領(lǐng)域,如程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源,更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。各種新技術(shù)、新工藝和新器件如雨后春筍般,不斷問(wèn)世,使得開(kāi)關(guān)電源的應(yīng)用日益普及。開(kāi)關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向,從最初的20kHz提高到現(xiàn)在的幾百kHz甚至幾兆赫茲,高頻化帶來(lái)開(kāi)關(guān)電源的小型化。目前,開(kāi)關(guān)電源正朝著高效節(jié)能、安全環(huán)保、小型化、輕便化方向發(fā)展。

  LT3573簡(jiǎn)介

  LT3573是一種單片開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器件,專(zhuān)為隔離型反擊式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)而設(shè)計(jì)。在隔離型反激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,變壓器原邊電路需要時(shí)時(shí)感知到副邊輸出電壓的變化信息,以便維持輸出電壓穩(wěn)定。在以往的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,常常采用光電耦合器件或者另外增加變壓器繞組,來(lái)得到輸出電壓反饋信息。光電耦合器件存在的問(wèn)題是:①耗費(fèi)輸出功率;②成本增加,電路結(jié)構(gòu)便得復(fù)雜;③有限的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、器件非線性、老化等,都會(huì)帶來(lái)麻煩。

  另外若新增變壓器或變壓器繞組,無(wú)形就會(huì)使變壓器物理尺寸變大,成本增加,其動(dòng)態(tài)響應(yīng)也不怎么樣好。而LT3573則無(wú)需外接光電耦合器件或第三繞組,其特有的內(nèi)置反激誤差放大器,在二次側(cè)繞組電流為零時(shí),反激誤差放大器開(kāi)始取樣輸出電壓信息,直接從變壓器原邊的反激電壓波形檢測(cè)輸出電壓的變化信息,自動(dòng)維持輸出電壓的穩(wěn)定性,這也是此IC設(shè)計(jì)的亮點(diǎn)之所在。反激電壓由于RFB和Q2的作用,變換成電流,這個(gè)電流幾乎全部流過(guò)電阻RREF,形成反饋電壓,進(jìn)入反激誤差放大器,并與其1.22V的參考電壓進(jìn)行比較,以便后續(xù)電路能調(diào)整開(kāi)關(guān)管的占空比,達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的,如圖1所示。

  LT3573內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖

  圖1 LT3573內(nèi)部拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)框圖

  一個(gè)1.25A、60V的NPN型功率開(kāi)關(guān)管以及全部控制邏輯單元都集成到一個(gè)16引腳MSOP封裝的LT3573內(nèi)部。極大地簡(jiǎn)化了該集成塊應(yīng)用的外圍電路設(shè)計(jì)工作,在3V~40V的輸入電壓范圍內(nèi)工作,最大輸出功率值可達(dá)7W.可應(yīng)用于需要隔離型電源的眾多領(lǐng)域,比如工業(yè)、醫(yī)療、數(shù)據(jù)通信、汽車(chē)應(yīng)用、低功率PoE和VoIP電話接口等。

  LT3573工作于邊界模式,與對(duì)等的連續(xù)傳導(dǎo)模式設(shè)計(jì)相比較,邊界模式工作允許使用較小的變壓器。

  鉗位電路的設(shè)計(jì)

  變壓器漏感Lsl(無(wú)論原邊還是副邊),如圖2所示,會(huì)在原邊引起一個(gè)電壓尖峰出現(xiàn)。當(dāng)輸出開(kāi)關(guān)關(guān)閉后,這個(gè)尖峰隨著更高的負(fù)載電流越來(lái)越尖,這就需要選擇能量吸收網(wǎng)絡(luò)消耗掉漏感中儲(chǔ)存的能量。在大多數(shù)情況下,需要用緩沖電路,以避免過(guò)壓擊穿輸出開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)。所以,變壓器漏感應(yīng)盡量減少。

  選擇吸收網(wǎng)絡(luò)鉗位反激開(kāi)關(guān)電壓尖峰。由于開(kāi)關(guān)變壓器的漏感產(chǎn)生的電壓尖峰,反激電壓可由下式計(jì)算:

  公式

  (1

  其中:VF—變壓器二次側(cè)整流二極管D2正向壓降;

  ISEC—變壓器二次側(cè)電流;

  ESR—二次回路的總阻抗;

  NPS—變壓器有效的原副邊匝數(shù)比;

  VOUT—輸出電壓。

  這個(gè)電壓和輸入電壓之和(VIN +VFLBK)直接加到了功率開(kāi)關(guān)管Q1的集電極上,容易造成功率開(kāi)關(guān)管Q1的二次擊穿而損壞。為了鉗位電壓尖峰值在開(kāi)關(guān)管的額定值以內(nèi),最常用RCD吸收電路,使得開(kāi)關(guān)管關(guān)斷期間,儲(chǔ)存在漏感中的能量轉(zhuǎn)移到吸收網(wǎng)絡(luò)電容C1里,并且最終消耗在電阻R1上,如圖2所示。

  圖2 RCD吸收電路圖

  圖2 RCD吸收電路圖

  這里的鉗位二極管D1開(kāi)關(guān)速度要足夠快,否則,開(kāi)關(guān)管關(guān)斷瞬間,漏感尖峰無(wú)法及時(shí)傳遞到電容C1上而會(huì)在開(kāi)關(guān)管Q1集電極產(chǎn)生瞬間高壓,如圖3所示。因此,肖特基二極管通常是最好的選擇。

  圖3開(kāi)關(guān)管Q1集電極電壓波形示意圖

  圖3開(kāi)關(guān)管Q1集電極電壓波形示意圖

  一旦鉗位二極管D1開(kāi)通,漏感電流就會(huì)被C1吸收,吸收時(shí)間不得長(zhǎng)于150ns,如圖3所示的tSP開(kāi)關(guān)變壓器設(shè)計(jì)

  

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本文導(dǎo)航

  • 第 1 頁(yè):基于LT3573隔離型反激式的DC-DC開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)

  • 第 2 頁(yè):4.1原邊最小電感量

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