Direct Flux Liit

　　為了正確工作，在任何變壓器中保持伏-秒平衡都是必要的。在轉換器接通和斷開期間，必須加上相等的正和負伏-秒。任何不平衡都將導致通常是對稱的磁芯勵磁電流和通量密度向飽和方向“走”。在轉換器斷開期間，有源箝位轉換器運用一個額外的開關和電容器來加上復位電壓。這種方法產生了最低開關電壓和最高效率。變壓器用自己的勵磁電流給復位電容器充電或放電，使其達到正確的電壓，該電壓隨占空比的變化而改變。在穩定狀態下，這種方法可以很好地起作用，但是，如果占空比變化太快，那么電容器的電壓就會跟不上，從而導致磁芯飽和。當變壓器飽和時，就像是發生了短路，這可能損壞任何電源組件。

　　直到現在，這一基本問題一直是采用間接方法解決的，即采用慢速反饋環路、占空比限制、軟停止和其他“權宜之計”，其中沒有一種方法可以確保磁芯不會飽和。采用這類方法時，總是有可能在某些設計和測試時被忽略的運行“死角”處發生變壓器飽和。

　　LTC3765 和 LTC3766 實現了一種新的和獨特的系統，該系統通過直接監視變壓器的勵磁電流，限制磁通量在變壓器磁芯中的積累。在復位周期中，當有源箝位 POS 接通時，通過一個與該 POS 源極串聯的檢測電阻器直接測量和限制勵磁電流，如圖 3 所示。

　　圖 3：監視變壓器磁通量密度

　　AIN TRANSFORER：主變壓器

　　PRIARY SWITCH NOS： NOS 主開關

　　ACTIVE CLAP POS：有源箝位 POS

　　當 POS 斷開且 NOS 主開關接通時，LTC3765 基于在 RUN 引腳上檢測到的輸入電壓以及由 RCORE 與地之間的電阻器定制的變壓器磁芯參數，在內部產生一個準確的勵磁電流副本。然后在接通時，由這個準確的內部副本限制該勵磁電流。與以前的方法不同，Direct Flux Liit 直接監視所積累的磁通量，并在提供最快的瞬態響應的同時，確保變壓器不會飽和。這種方法還允許轉換器干凈啟動，進入預偏置輸出 （例如電池充電器），并在出現瞬間電壓差后重新啟動 （無盲區軟停止）。

　　自啟動

　　LTC3766與LTC3765一起使用，以運用副端控制建立一個自啟動正向轉換器。因為最初在副端沒有偏置電壓可用，所以LTC3765必須在主端以開環方式管理啟動。當在主端首次加電時，LTC3765運用其自己內部的振蕩器開始開環軟啟動。通過運用從0%到70% 逐漸增大的占空比來開關主端的主OSFET，以向副端供電，該占空比是由SSFLT引腳電壓的上升速率控制的。在副端，偏置電壓可以直接從主輸出得到，或者通過峰值充電或其他簡單電路從變壓器副端得到。當 LTC3766有足夠的電壓來滿足其啟動要求時，該器件就通過一個纖巧的脈沖變壓器向LTC3765提供占空比信息。

　　LTC3765檢測這個信號，并將對柵極驅動器的控制任務轉交給 LTC3766，而 LTC3766則繼續進行輸出電壓的軟啟動。典型情況下，當輸出電壓小于其最終值一半時，發生這種從主端到副端的切換。之后，LTC3765斷開線性穩壓器，并通過一個內置整流器，從脈沖變壓器處為主端OSFET取得偏置電源。

　　運行控制和軟啟動

　　LTC3766 的接通/斷開主控制功能由RUN引腳完成。該引腳具備精確的門限，且該門限具備內部和外部可調遲滯。這個引腳可用來監視副端偏置電壓或主輸出電壓，因此可控制在哪一點上進行從主端到副端的切換。或者，該引腳還可以直接由控制信號驅動。

　　當 RUN 引腳為高電平、在 VIN 和 VCC 引腳上有足夠的電壓以及在 SW 引腳上檢測到開關動作時，LTC3766 就開始順序軟啟動。請注意，LTC3766 在啟動順序軟啟動之前，必須在 SW 引腳上檢測到開關動作，以確保 LTC3765 已經準備好進行控制任務的切換。順序軟啟動開始時，首先測量 FB 引腳上的電壓，然后將軟啟動電容器電壓快速預設定為與輸出電壓相同。這么做是為了在控制任務從主端轉移至副端時，輸出電壓平滑地斜坡上升，并避免任何不必要的啟動延遲。一旦軟啟動電容器上的電壓達到合適的值，LTC3766 就通過脈沖變壓器發出一個簡短的脈沖序列，以鎖定與 LTC3765 之間的通信。從這一點開始，LTC3766 承擔主端 OSFET 的控制任務，同時軟啟動電容器仍繼續充電至滿電壓。請注意，軟啟動電壓用來限制誤差放大器基準的有效值。在副端軟啟動間隔期間，這種方法保持對輸出電壓的閉環控制。

　　電流限制和其他保護功能

　　在大多數 DC/DC 轉換器中，都會提供電流限制，以在輸出過載情況下保護電源組件。通常情況下，這種電流限制不是很準確，而且最大輸出電流變化可能超過輸入和輸出電壓變化的 50%.當需要準確的電流限制時 （例如在電池充電應用中），常常使用一個單獨的放大器來建立慢速反饋環路，以在預定最大值附近調節電流。因為這個環路是慢速的，以確保穩定性，所以該環路還允許瞬間流過非常大的輸出電流，而在有些系統中，這也許是不可接受的。

　　LTC3766 實現了一種獨特的平均電流限制電路，該電路快速、準確且易于使用。該電路不是使用一個慢速電流限制放大器，而是監視輸入和輸出電流以及輸出電壓或電源電壓，并進行快速和逐周期的糾正，以保持平均輸出電流實質上是恒定的。圖 4 說明了LTC3765/LTC3766應用電路處于電流限制狀態下的典型性能。請注意，這種電流限制能力非常適用于電池充電應用。

　　圖 4：典型的電流限制性能

　　OUTPUT VOLTAGE：輸出電壓

　　LOAD CURRENT：負載電流

　　除了Direct Flux Liit和平均電流限制，LTC3765/LTC3766芯片組還提供多種額外的保護功能。這些功能包括：面向同步開關的可調反向電流保護、輸出過壓保護和過熱保護，這些保護功能相結合，即使在最嚴酷的應用環境中，也可確保電源的可靠性和堅固性。

　　結論

　　最近在技術、設計簡化、仿真、成本節省以及對組件采購的全面控制方面均取得了進步，因此隔離式 DC/DC 轉換器用戶正在放棄現成有售的磚式設計。LTC3756 和 LTC3766 組合起來形成了一個相對簡單的有源箝位隔離型正激式轉換器，其具有直接磁通變壓器限制功能，能可靠地保護轉換器并實現快速瞬態響應；同時與可替代解決方案相比，還減少了組件數。無論設計定制電源是為了滿足特定尺寸、輸入和輸出要求，還是為了達到成本目標，這個非凡的芯片組都為高可靠性應用提供了全新的簡單性、很少的組件數和前所未有的靈活性。最后，這兩款器件非常易于用來建立解決方案。