一種易于建立的高性能、高可靠性隔離式電源
背景
對(duì)于高效率地將配電總線電壓轉(zhuǎn)換成隔離式低電壓，預(yù)制的隔離式 DC/DC 轉(zhuǎn)換器和模塊提供了一種簡(jiǎn)單但相對(duì)昂貴的解決方案。不過，現(xiàn)成有售的設(shè)計(jì)可能無(wú)法提供全部所需功能，因此在很多應(yīng)用中，需要定制設(shè)計(jì)。利用分立式 PWM 控制器開發(fā)自己的解決方案，成本低廉得多，而且能靈活地滿足各種苛刻的要求，例如特殊的外形尺寸或非標(biāo)準(zhǔn)輸入及輸出電壓等。
最近在控制器技術(shù)領(lǐng)域取得的進(jìn)步可提供更多功能，這些進(jìn)步也簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)隔離式電源的任務(wù)。因此，設(shè)計(jì)師現(xiàn)在正在考慮，在他們的最終應(yīng)用中，分立式設(shè)計(jì)是否有意義。尤其是具備有源箝位復(fù)位的正向轉(zhuǎn)換器，由于其卓越的效率和更低的組件壓力，已經(jīng)廣泛用于定制電源中。盡管在隔離式降壓型拓?fù)渲�，正向轉(zhuǎn)換器是最簡(jiǎn)單的，但是有源箝位復(fù)位方法引入了性能限制和對(duì)潛在的可靠性問題的擔(dān)憂，這些擔(dān)憂限制了正向轉(zhuǎn)換器的使用范圍。
凌力爾特公司的第二代 LTC3765 / LTC3766 芯片組采用一種正在申請(qǐng)專利的方法，消除了具備有源箝位復(fù)位的正向轉(zhuǎn)換器之性能限制以及對(duì)其可靠性的擔(dān)憂。此外，這組非凡的芯片組極大地簡(jiǎn)化了高性能正向轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)，從而使這類轉(zhuǎn)換器易于建立，并成為富有吸引力和可替代預(yù)制解決方案的產(chǎn)品。
LTC3765 / LTC3766 芯片組
LTC3765 和 LTC3766 相結(jié)合可構(gòu)成一組隔離式同步正向轉(zhuǎn)換器芯片組，該芯片組包括有源箝位變壓器復(fù)位和 Direct Flux Limit™，這兩項(xiàng)功能在所有條件下都能防止電源變壓器飽和。LTC3765 是一款主端智能控制器，與 LTC3766 一起工作，可實(shí)現(xiàn)堅(jiān)固和簡(jiǎn)單的自啟動(dòng)隔離式電源。啟動(dòng)后，LTC3765 通過一個(gè)纖巧的脈沖變壓器，從副端 LTC3766 控制器接收定時(shí)信號(hào)和偏置電源。這種副端控制方法使智能能力靠近負(fù)載，從而確保對(duì)輸出電壓和電流進(jìn)行可靠的監(jiān)視和控制，同時(shí)提供最快的瞬態(tài)響應(yīng)。此外，這種架構(gòu)無(wú)需光隔離器或偏置電源，簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，并降低了組件數(shù)。圖 1 顯示了一個(gè)典型的應(yīng)用原理圖，圖 2 顯示了相關(guān)的瞬態(tài)響應(yīng)和效率 / 功耗曲線。
圖 1：LTC3765 / LTC3766 應(yīng)用電路，VIN 范圍：18V 至 72V、 VOUT：12V/11A，12.5A 峰值
Time - 100µs/Div
圖 2：典型的 LTC3765 / LTC3766 相關(guān)效率 / 功耗曲線和瞬態(tài)響應(yīng)
EFFICIENCY：效率
POWER DISSIPATION：功耗
條件：48VIN，6A 至 12A 階躍
5A/Div：每格 5A
Time – 100us/Div：時(shí)間 – 每格 100us
LTC3765 / LTC3766 含有實(shí)現(xiàn)有源箝位變壓器復(fù)位方法所必需的所有控制電路，從而與傳統(tǒng)箝位繞組或諧振復(fù)位方法相比，實(shí)現(xiàn)了更高的效率 (高達(dá) 95%) 和更高的功率密度。針對(duì)主開關(guān)的大電流柵極驅(qū)動(dòng)器、有源箝位開關(guān)和同步開關(guān)均包括可調(diào)延遲，以實(shí)現(xiàn)最高效率。不過，在傳統(tǒng)的有源箝位正向轉(zhuǎn)換器中，在開關(guān)占空比中有任何突然的變化都能引起電源變壓器飽和，從而有可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器發(fā)生故障。Direct Flux Limit 在所有條件下都能防止變壓器飽和，因此提高了轉(zhuǎn)換器的總體可靠性，同時(shí)與可替換解決方案相比，保持了卓越的瞬態(tài)響應(yīng)。
其他特點(diǎn)包括快速和準(zhǔn)確的平均電流限制、在 75kHz 至 500kHz 范圍內(nèi)以可調(diào)固定頻率工作、能進(jìn)入預(yù)偏置負(fù)載的干凈啟動(dòng)、面向大功率設(shè)計(jì)的多相工作、過熱保護(hù)和真正的遠(yuǎn)端輸出電壓檢測(cè)。LTC3765 采用耐熱增強(qiáng)型 MSOP-16 封裝。LTC3766 采用 4mm x 5mm QFN-28 和 SSOP-28 封裝，而且兩款器件都有擴(kuò)展、工業(yè)、高溫和軍用級(jí)版本。
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LT3094: 在 1MHz 具 0.8μVRMS 噪聲的負(fù) LDO
LT3094 是一款高性能低壓差負(fù)線性穩(wěn)壓器，其具有 ADI 的超低噪聲和超高 PSRR 架構(gòu)，適合為噪聲敏感型應(yīng)用供電。該器件可通過并聯(lián)以增加輸出電流和在 PCB 上散播熱量。
LTM8002：高效率、超低 EMI 降壓型電源 μModule
LTM8002 是一款 40VIN、2.5A 降壓型μModule® 穩(wěn)壓器。它內(nèi)置了開關(guān)控制器、電源開關(guān)、電感器和所有的支持性組件。該器件支持 3.4V 至 40V 的輸入電壓范圍，和 0.97V 至 18V 的輸出電壓。
具電源系統(tǒng)管理功能的超薄型 μModule 穩(wěn)壓器
LTM4686 是一款雙通道 10A 或單通道 20A 超薄型降壓 μModule 穩(wěn)壓器。該器件1.82mm 的高度使之可放置到非常靠近負(fù)載 (FPGA 或 ASIC) 的地方，從而共用一個(gè)散熱器。其 PMBus 接口使用戶能改變主要的電源參數(shù)。
