這款最新的隔離式誤差放大器的優勢包括:基準電壓源和運算放大器設計為溫度范圍內具有最小的失調和增益誤差漂移。1.225 V基準電壓源電路在溫度范圍內的精度調整為1%,比分流調節器更精確,且漂移量更低。如圖4所示,隔離式誤差放大器的典型輸出特性在-40℃至+125℃ 范圍內的變化量僅為0.2%,實現了高度精確的DC-DC輸出。為了保持穩定的輸出特性,運算放大器的COMP輸出經脈沖編碼,可越過隔離柵發送數字脈沖,然后由數字隔離變壓器模塊解碼回模擬信號,完全解決了使用光耦合器進行隔離時CTR值發生改變的問題。
若應用要求采用反激式電路以提供超乎尋常的快速瞬態響應,則可以利用推挽式拓撲配合隔離式誤差放大器實現。推挽式電路如圖5所示。圖中,兩個MOSFET交替開關,對變壓器的兩個初級繞組充電,然后兩個帶二極管的次級繞組導通,并對輸出濾波器電感和電容充電。推挽拓撲經補償后極為穩定,并具有快得多的開關頻率和更快的環路響應。與反激式電路相同的隔離式DC-DC設計示例(5V輸入到5V輸出,1.0 A輸出電流)現用于采用ADuM3190隔離式誤差放大器的推挽式電路中。相比較慢的200 kHz典型反激式設計,推挽式設計具
有1.0 MHz開關頻率;因此,與一款光耦合器相比,帶寬更高的ADuM3190顯然是更佳選擇。輸出濾波器電容從200 μF(典型反激式)下降至僅27 μF(推挽式),并增加了一個小型47 μH電感。圖6中的波形顯示100 mA至900 mA負載階躍條件下,集成隔離式誤差放大器的推挽式電路響應時間僅為100 μs,相比典型反激式拓撲的400 μs,速度提升了4倍。推挽式電路輸出電壓的改變幅度僅為200 mV,相比反激式電路的400 mV,其改變幅度減少了一半。使用速度更快的推挽式拓撲和帶寬更高的隔離式誤差放大器,可獲得更快的瞬態響應高性能以及更小的輸出濾波器尺寸。
圖5. 集成數字隔離器誤差放大器的推挽式轉換器框圖
圖6. 集成數字隔離器誤差放大器的推挽式轉換器(100 mA至900 mA負載階躍)
使用400 kHz高帶寬隔離式誤差放大器便有可能實現這些改進,提供更快的環路響應。次級端誤差放大器具有10 MHz的高增益帶寬積,比分流調節器速度快大約5倍,可在隔離式DC-DC轉換器中實現更高的開關頻率(高達1 MHz)。與在整個壽命周期和溫度范圍內具有不確定電流傳輸比的光耦合器解決方案不同,隔離式誤差放大器的傳遞函數不隨壽命周期而改變,在-40℃ 至+125℃的寬溫度范圍內保持穩定。有了這些性能上的改進,對于希望改善瞬態響應和工作溫度范圍的隔離式DC-DC轉換器電源設計師而言,隔離式誤差放大器將成為首選解決方案。
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