在傳統(tǒng)的隔離型高電壓反激式轉(zhuǎn)換器中，嚴(yán)緊的調(diào)節(jié)是采用光耦合器把調(diào)節(jié)信息從副邊參考電路傳輸至主邊來實(shí)現(xiàn)的。這種做法的問題是光耦合器給隔離型設(shè)計(jì)增加了明顯的復(fù)雜性：存在傳播延遲、老化和增益變化，所有這些會(huì)使電源環(huán)路補(bǔ)償變得復(fù)雜并會(huì)降低可靠性。此外，在啟動(dòng)期間還需要一個(gè)大功率電阻或高電壓啟動(dòng)電路以對(duì) IC 實(shí)施初始上電。除非給啟動(dòng)組件增添一個(gè)額外的高電壓 MOSFET，否則大功率電阻就是一個(gè)不受歡迎的功率損耗源。

LT?8315 是一款集成了 630V/300mA 開關(guān)的高電壓反激式轉(zhuǎn)換器。LT8315 免除了增設(shè)一個(gè)光耦合器、復(fù)雜副邊參考電路、額外啟動(dòng)組件和一個(gè)外部高電壓 MOSFET 的需要。

性能和簡單性

LT8315 把一個(gè) 630V MOSFET 和控制電路集成在一個(gè)耐熱性能增強(qiáng)型 20 引腳 TSSOP 封裝中，并去掉了 4 個(gè)引腳以提供高電壓間隔。通過對(duì)來自第三個(gè)繞組的隔離式輸出電壓進(jìn)行采樣，調(diào)節(jié)無需借助光耦合器。輸出電壓利用兩個(gè)外部電阻器和第三個(gè)任選的溫度補(bǔ)償電阻器進(jìn)行設(shè)置。邊界模式操作有助于實(shí)現(xiàn)卓越的負(fù)載調(diào)節(jié)。由于輸出電壓是在副邊電流幾乎為零時(shí)檢測(cè)的，所以不需要外部負(fù)載補(bǔ)償電阻器和電容器。因此，LT8315 解決方案的組件少，從而極大地簡化了隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。

圖 1 示出了一款具 20V 至 450V 寬輸入范圍之反激式轉(zhuǎn)換器的完整原理圖。該器件具有一個(gè) 12V 輸出，并在 5mA 至超過 440mA 的負(fù)載電流條件下保持嚴(yán)格的穩(wěn)壓。輸出電流能力隨輸入電壓而增加，當(dāng)輸入電壓超過 250V 時(shí)輸出電流可達(dá) 440mA。這款反激式轉(zhuǎn)換器擁有 85% 的峰值效率。如圖 2 所示，即使在未使用光耦合器的情況下，仍然保持了嚴(yán)緊的負(fù)載和電壓調(diào)節(jié)。

圖 1：用于 20V 至 450V 寬輸入范圍的完整 12V 隔離型反激式轉(zhuǎn)換器

圖 2：圖 1 所示反激式轉(zhuǎn)換器的負(fù)載和電壓調(diào)節(jié)性能

用于啟動(dòng)的內(nèi)部耗盡型 MOSFET

LT8315 有一個(gè)內(nèi)部耗盡型 MOSFET，這具有一個(gè)負(fù)門限電壓并通常處于接通狀態(tài)。在啟動(dòng)時(shí)，該 MOSFET 把 INTVCC 電容器充電至 12V，以使 LT8315 擁有開始開關(guān)操作的功率。因此，不需要使用一個(gè)外部大功率電阻或其他啟動(dòng)組件。一旦 INTVCC 電容器充電完成，耗盡型 MOSFET 隨即關(guān)斷以降低功耗。

低靜態(tài)電流

LT8315 通常需要在輸出端上施加一個(gè)小的預(yù)負(fù)載，它作為靜態(tài)電流反射回輸入端。當(dāng)該負(fù)載變得非常輕時(shí)，LT8315 降低開關(guān)頻率并保持最小的電流限值，旨在減小電流，同時(shí)對(duì)輸出電壓進(jìn)行正確的采樣。典型的最小開關(guān)頻率約為 3.5kHz。當(dāng)使能待機(jī)模式時(shí)，最小開關(guān)頻率進(jìn)一步減低至 220Hz，這是 16 倍的降幅以實(shí)現(xiàn)超低的靜態(tài)電流。

在待機(jī)模式中，LT8315 的預(yù)負(fù)載通常小于滿輸出功率的 0.1%，靜態(tài)電流低于 100μA，這一點(diǎn)對(duì)于在始終保持接通系統(tǒng)中需要高效率的應(yīng)用是很重要。

非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器

LT8315 的高電壓輸入能力容易地應(yīng)用在非隔離型解決方案中。非隔離型轉(zhuǎn)換器不需要隔離型轉(zhuǎn)換器的變壓器，取而代之的是采用了一個(gè)相對(duì)便宜的現(xiàn)成有售電感器作為磁化組件。

對(duì)于非隔離型降壓應(yīng)用，LT8315 的接地引腳連接至降壓拓?fù)涞拈_關(guān)節(jié)點(diǎn)，它是一個(gè)變化的電壓。LT8315 的獨(dú)特檢測(cè)方案僅在開關(guān)節(jié)點(diǎn)連接至地時(shí)檢測(cè)到輸出電壓，這產(chǎn)生了一個(gè)簡單的降壓原理圖，如圖 3 所示。二極管 D2 和 FB 引腳上的兩個(gè)電阻器形成了反饋路徑。

圖 3：一款非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的原理圖：20V～560V 輸入轉(zhuǎn)換至 12V/120mA 輸出

圖 3 示出了一款非隔離型降壓轉(zhuǎn)換器的原理圖，該器件把一個(gè)極寬的 20V～560V 輸入轉(zhuǎn)換至穩(wěn)定的 12V 輸出。這款電路能實(shí)現(xiàn)高達(dá) 85% 的效率。

結(jié)論

LT8315 在 18V 至 560V 的寬輸入電壓范圍內(nèi)工作，可提供高達(dá)15W 的隔離式輸出功率。此器件不需要光耦合器，并擁有豐富的特性，例如：低紋波突發(fā)模式 (Burst Mode?) 操作、軟起動(dòng)、可編程電流限制、欠壓閉鎖、溫度補(bǔ)償和低靜態(tài)電流。

高集成度簡化了眾多應(yīng)用中低組件數(shù)和高效率解決方案的設(shè)計(jì)要求，從電池供電式系統(tǒng)到汽車、工業(yè)、醫(yī)療、電信電源和隔離型輔助 / 內(nèi)務(wù)處理電源均在其列。