本文介紹數字隔離器誤差放大器，它可改進初級端控制架構的瞬態響應和工作溫度范圍。傳統的初級端控制器應用是利用光耦合器提供反饋回路隔離，利用分流調節器提供誤差放大器和基準電壓。雖然光耦合器作為隔離器用于電源中具有成本低廉的優勢，但它會將最大環路帶寬限制在50 kHz，而且實際帶寬會低得多。快速可靠的數字隔離器電路在單封裝內集成隔離式誤差放大器和精密基準電壓源功能，使用該電路可實現極低溫漂和極高帶寬的精密隔離式誤差放大器。隔離式誤差放大器能實現250 kHz以上的環路帶寬，使得以更高開關速度工作的隔離式初級電源設計成為可能。借助正確的電源拓撲，更高的開關速度可支持在更為緊湊的電源中使用更小的輸出濾波器電感和電容。

　　我們首先將討論一個反激式轉換器拓撲，因為就元器件數目而言，它是最簡單的電路。反激式電路使用最少的開關；本例中，僅在初級端使用了一個開關，并在次級端使用了一個整流二極管。簡單反激式電路通常用于輸出功率相對較低的應用中，但它確實具有高輸出紋波電流和低交越頻率，因為存在右半平面 （RHP）零點。結果，反激式電路需要具備較大輸出紋波電流額定值的大輸出電容。圖1顯示采用光耦合器的方式，分流調節器在其中用作隔離式輸出電壓Vo的反饋電壓誤差放大器。分流調節器用作精確標準時，可提供精度典型值為2%的基準電壓。輸出電壓經過分壓，然后由內部誤差放大器將其與分流調節器的基準電壓進行比較，比較結果輸出至光耦合器的LED電路。光耦合器LED由輸出電壓和串聯電阻偏置，所需的電流量根據光耦合器電流傳輸（CTR）特性確定。

　　圖1. 帶光耦合器和分流調節器的反激式調節器框圖

　　CTR為晶體管輸出電流和LED輸入電流之比。CTR的特性不是線性的，因光耦合器而異。如圖2所示，光耦合器CTR值會在整個工作壽命內變化，對設計穩定性提出挑戰。今天設計并測試的光耦合器其初始CTR通常具有2比1的不確定性，但長期工作在高功率和高密度電源的高溫環境下，幾年以后 CTR將下降40%。將光耦合器用作線性器件時，它具有相對較慢的傳輸特性（小信號帶寬約50 kHz），因此對電源的環路響應也較慢。對于反激式拓撲而言，較慢的傳輸特性可能并不存在任何問題，因為該拓撲要求針對降低環路帶寬而對誤差放大器作出補償，以便輸出穩定。問題在于，隨著時間的推移，光耦合器輸出特性的變化可能會迫使設計人員進一步降低環路響應，以確保環路的穩定性。環路響應較慢的缺點在于這樣做會使瞬態響應性能下降，且負載瞬態之后的輸出電壓需更長的時間才能恢復。增加一個更大的輸出電容有助于減少輸出電壓的下降，但會增加輸出響應時間。這樣做會導致電源設計更復雜且更為昂貴；而尺寸更小、成本更低的解決方案是可以實現的。

　　圖2. 光耦合器CTR下降

　　前文說明了光耦合器作為線性隔離器使用時在工作穩定性方面的困難；了解之后，便能檢查隔離式誤差放大器隨時間和極端溫度變化提供穩定可靠性能的能力。如圖3所示，現以寬帶運算放大器和1.225 V基準電壓源部分代替分流調節器和VREF功能，并以基于數字隔離器技術的快速線性隔離器代替光耦合器。器件右側的運算放大器具有同相引腳+IN（連接至內部1.225 V基準電壓源）和反相引腳-IN，可用于隔離式DC-DC轉換器輸出的反饋電壓連接（使用分壓器實現連接）。COMP引腳為運算放大器輸出，在補償網絡中可連接電阻和電容元件。COMP引腳從內部驅動發送器模塊，將運算放大器輸出電壓轉換為調制脈沖輸出，用于驅動數字隔離變壓器。在隔離式誤差放大器左側，變壓器輸出信號解碼后轉換為電壓，驅動放大器模塊。放大器模塊產生EAOUT引腳上的誤差放大器輸出，驅動DC-DC電路中PWM控制器的輸入。

　　圖3. 隔離式誤差放大器代替光耦合器和分流調節器

　　圖4. 隔離式誤差放大器輸出精度與溫度的關系