除了用于電信和數據通信系統外，許多其他噪聲敏感應用也需要隔離直流輸出，如汽車電池充電，各種電子負載的中間總線電壓和工業輸入。雖然反激式拓撲結構在隔離式DC/DC轉換器應用中很受歡迎，但由于其相對簡單且與其他隔離拓撲結構相比成本低，因此設計傳統的反激并不容易，因為變壓器需要精心設計，并且環路補償可能很復雜。此外，它需要一個光耦合器或額外的變壓器繞組，用于從次級側反饋輸出電壓，以保持輸出精度。

光耦合器的傳播延遲，老化和增益變化進一步使環路補償和反激轉換器的穩定性變得復雜，同時限制了轉換器的瞬態響應。此外，光耦合器消耗功率并增加電源的成本和物理尺寸。設計具有額外繞組的高性能變壓器可能需要花費大量時間，因為現成的變壓器選擇有限。最后，使用額外的繞組會增加變壓器的物理尺寸和成本。

幸運的是，最近功率轉換技術的進步使得低功耗隔離轉換器更容易設計。通過采用初級側感應方案并在邊界模式下運行轉換器，凌力爾特公司的無光反激轉換器（如LT3574和LT8300）通過消除對光耦合器，外部MOSFET的需求，簡化了反激式轉換器的設計，次級側參考電壓和額外的變壓器繞組。它的邊界模式是一種可變頻率，電流模式，控制開關方案（稍后會更多），也可以改善整個線路，負載和溫度范圍的調節。據Linear介紹，與等效連續導通模式（CCM）設計相比，邊界模式還允許使用更小的變壓器。這些反激式解決方案在隔離電源中很受歡迎，電源范圍從不到一瓦到幾十瓦不等。

初級側檢測

專為隔離式反激式架構而設計，單片LT3574可在3 V至40 V的輸入電源電壓下工作，無需外部電源開關即可提供高達3 W的輸出功率，因為它集成了片內0.65 A，60 V NPN功率晶體管。輸出電壓很容易設置，兩個外部電阻連接到RFB和RREF引腳，變壓器匝數比如圖1所示。

圖1：無光反激轉換器的輸出電壓可通過兩個外部電阻和變壓器匝數比輕松設置。

根據LT3574數據表中的描述，在功率晶體管關斷期間，初級側開關節點波形處精確測量輸出電壓（圖2），其中N是變壓器的匝數比，VIN是輸入電壓，VC是最大鉗位電壓。反向轉換器在次級側電流減小到零后立即打開其內部開關，并在開關電流達到預定義的電流限制時關閉。因此，器件始終在連續導通模式（CCM）和非連續導通模式（DCM）的轉變下工作，通常稱為邊界模式或臨界導通模式。

圖2：初級側開關節點波形。

Linear的解釋表明邊界模式控制是一種可變頻率，電流模式切換方案。當內部電源開關打開時，變壓器電流會增加，直到達到其預設的電流限制設定點。 SW引腳上的電壓上升到輸出電壓除以次級到初級變壓器匝數比加上輸入電壓。當通過二極管的次級電流降至零時，SW引腳電壓降至VIN以下。內部DCM比較器檢測到此事件并重新打開開關，重復該循環。

邊界模式在每個周期結束時將次級電流返回到零，導致寄生電阻電壓降不會引起負載調節誤差。此外，主反激開關始終在零電流時導通，輸出二極管沒有反向恢復損耗。這種功率損耗的降低使反激式轉換器能夠以相對較高的開關頻率工作，與低頻替代設計相比，這反過來又減小了變壓器的尺寸。

圖3顯示了使用LT3574的5 V反激式轉換器的測量輸出功率。數據表顯示，采用3：1變壓器繞組比，此設計實例在30 V輸入電壓時提供接近2.5 W的輸出功率，在20 V輸入時提供約2 W的輸出功率。

圖3：上圖顯示了使用LT3574的5 V輸出隔離反激式轉換器的輸出功率與輸入電壓的關系。

變壓器規格和設計可能是成功應用LT3574的最關鍵部分。由于變壓器次級側的電壓是由初級側的電壓推斷出來的，因此必須嚴格控制匝數比以確保輸出電壓一致。凌力爾特公司與領先的磁性元件制造商合作，生產用于LT3574的預先設計的反激變壓器。 LT3574數據手冊中的表格列出了許多用于各種輸出電壓和電流水平的現成變壓器，這些變壓器來自WürthElektronik和其他供應商。據Linear介紹，選擇變壓器匝數比使得轉換器具有足夠的電流能力和低于50 V的開關應力。表1顯示了不同變壓器匝數比下的開關電壓應力和輸出電流能力。

N V（MAX）V IN（MAX）IOUT（MAX）VIN（MIN）占空比1：1 33.5 V 0.34 A 16％~22％2：1 39 V 0.57 A 28％~35％3： 1 44.5 V 0.73 A 37％~45％4：1 50 V 0.84 A 44％~52％

表1：開關電壓應力和輸出電流能力與匝數比的關系。

為了簡化從數據表表中列出的部件中選擇正確的變壓器的任務，可以使用列出的任何變壓器對基于LT3574的DC/DC反激式轉換器進行建模。通過從公司網站下載LTspice仿真軟件的免費副本，設計人員可以模擬并產生逼真的結果，以確認變壓器和反激式轉換器的設計，Linear說。模擬電路包括有關電路如何啟動的信息以及對不同輸入電壓的負載步驟的反應。根據Linear的說法，很容易做出改變并看到對轉換器性能的影響。

高輸入電壓

對于輸入電壓高達100 V的電信，汽車，工業和醫療系統等應用，凌力爾特提供LT8300。為了簡化隔離式反激式轉換器解決方案，LT8300集成了260 mA，150 V DMOS電源開關，內部補償網絡，軟啟動電容和所有控制邏輯功能。因此，僅使用少量外部元件，該器件可在5 V時提供高達2 W的隔離輸出功率（圖4）。該轉換器的輸入電源電壓范圍為6 V至100 V.

圖4：基于LT8300的隔離式反激式轉換器不需要光耦合器，只需很少的外部元件即可提供穩定的5 V輸出電壓。

如圖4所示，隔離輸出電壓可以通過一個外部電阻設置，補償和軟啟動電路集成在轉換器芯片中。低紋波突發模式操作可在輕負載條件下保持高效率，同時最大限度地降低輸出電壓紋波。1使用少量外部元件，Linear的無光反激轉換器芯片簡化了低功耗隔離式DC/DC轉換器的設計效率和嚴格的監管。此外，它們可以在寬輸入電壓范圍內工作，輸入電壓高達100 V。