發布日期：2022-04-20 點擊率：43
反激式轉換器廣泛用于需要初級和次級之間隔離的應用。反激式轉換器的單初級開關和輸出整流器為單輸出提供了一種具有成本效益的解決方案。很多時候，需要不止一個輸出電壓。通常，反激式轉換器生成隔離輸出，例如 5V，負載點 (POL) 非隔離轉換器從 5V 輸出生成第二個輸出，例如 3.3V（圖 1）。如果 POL IC 具有內部 FET，則至少需要輸入電容器和輸出電感器。一個更具成本效益的替代方案是在反激變壓器上添加第二個繞組，以及第二個整流器以生成第二個輸出（圖 2）。與 POL IC、輸入電容器和電感器相比，第二個繞組加上整流器只會使設計成本增加幾美分。
圖 1. 帶有用于第二個輸出的 POL 轉換器的單隔離輸出
圖 2. 帶有額外變壓器繞組/整流器的雙隔離輸出
其中一個輸出通常由反饋控制環路調節，而另一個輸出通過變壓器匝數比跟蹤調節后的輸出。同步整流通常在輸出端實現，最大限度地減少了整流器負載時的壓降變化，并提供良好的交叉調節。最小化變壓器漏電感對于良好的交叉調節也很關鍵。
有兩種方法用于驅動同步整流器。第一種也是最簡單的方法是向反激式電源變壓器添加柵極驅動繞組（圖 3）。這被稱為“自驅動”技術，只會使變壓器的成本增加幾美分。對初級 FET 和同步 FET 開關之間的時序幾乎沒有控制，這是一個缺點。主 FET 和同步 FET 都導通的時間很短，會產生短路，從而導致直通電流、功耗增加和效率降低。
圖 3. 控制同步 FET 的“自驅動”方法
驅動同步整流器的第二種方法是添加一個單獨的柵極驅動變壓器（圖 4）。成本高于在反激式電源變壓器上增加一個繞組，但仍低于增加一個POL轉換器。優點是現在可以直接控制同步 FET 的開關，這將減少直通電流并提高效率。使用具有兩個柵極驅動器和可調延遲的脈寬調制 (PWM) 控制器 IC（例如 TI 的 UCC2897A 或 TPS23754）將進一步降低或消除直通電流，從而實現更高的效率。
TPS23754 和 TPS23756 器件具有合并的以太網供電 (PoE) 受電設備 (PD) 接口和電流模式直流/直流控制器（專門針對隔離式轉換器進行了優化）。此 PoE 接口支持 IEEE 802.3at 標準。
TPS23754 和 TPS23756 支持多個輸入電壓 ORing 選項，其中包括最高電壓、外部適配器首選項和 PoE 首選項。這些 特性 使得設計人員在任何情況下都能確定哪個電源承擔負載。
PoE 接口 具有 與高功率中跨供電設備 (PSE) 兼容（符合 IEEE 802.3at 標準）所需的新擴展硬件分類。簽名檢測引腳也可被用來強制關閉 PoE 供電。使用一個單個電阻器可將分類設定為已定義類別中的任何一個。
該直流/直流控制器 采用 兩個具有可編程死區時間的互補柵極驅動器。這簡化了有源鉗位正向轉換器或優化的柵極驅動器設計，從而實現高效的反激式拓撲。如果只需單個 MOSFET 拓撲需要，則可以禁用第二個柵極驅動器。該控制器還 具有 內部軟啟動、自舉啟動電源、電流模式補償以及 78% 最大占空比等特性。一個可編程和可同步振蕩器可針對使用效率對設計進行優化并簡化控制器的使用以升級現有的電源設計。具有一個缺省周期的精確可編程消隱簡化了常見電流感測濾波器設計平衡。
圖 4. 用于控制同步 FET 的單獨柵極驅動變壓器
帶有同步整流器的雙輸出反激式轉換器示例的鏈接如下。前兩個示例使用自驅動方法來控制同步 FET。第三個示例雖然只有一個輸出，但演示了用于控制同步 FET 的柵極驅動變壓器和具有雙柵極驅動器/可調延遲的 PWM 控制器 IC。圖 4 顯示了如何將其擴展到雙輸出。
· TI Designs 用于 PoE 應用的 3 類雙路輸出隔離反激式轉換器參考設計是一款具有雙 5V/3.3V 輸出的隔離式1 類以太網供電 (PoE) 反激式轉換器。它使用帶有單個柵極驅動器的 TPS23753A 受電設備 (PD)/PWM 控制器。自驅動同步整流提供了非常好的效率和輸出之間的交叉調節。
· 具有雙路輸出的高效 36-60V 輸入隔離式同步反激式參考設計是一款隔離式反激式轉換器，適用于具有 22W 雙 5V/3.3V 輸出的電信應用。它使用帶有單個柵極驅動器的 LM5020 PWM 控制器。自驅動同步整流提供了非常好的效率和輸出之間的交叉調節。
· 適用于 PoE 應用的 4 類效率優化反激式轉換器是一款隔離式 4 類 PoE 反激式轉換器。它只有一個 5V 輸出，但同時使用單獨的柵極驅動變壓器和具有雙柵極驅動的 TPS23754 PD/PWM 控制器。僅轉換器的效率為 92%。
下一篇： PLC、DCS、FCS三大控
上一篇： 狀態監控(CbM)技術如
