Программа Сервисный Центр
0

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В


, апрель 2014

Zhongming Ye, Linear Technology

Design Note 509

Введение

Обратноходовые DC/DC преобразователи широко используются в изолированных приложениях благодаря относительной простоте и невысокой стоимости по сравнению с альтернативными изолированными топологиями. Тем не менее, разработать традиционный обратноходовой преобразователь не очень легко из-за того, что трансформатор требует тщательного расчета и аккуратного изготовления, а обеспечение устойчивости схемы осложняется хорошо известным всем разработчикам нулем в правой полуплоскости и задержкой распространения в оптоизоляторе.

Linear Technology выпускает целый ряд обратноходовых преобразователей, существенно упрощающих задачу разработчиков, поскольку сигнал обратной связи снимается с первичной обмотки трансформатора во время обратного хода, и, соответственно, отпадает необходимость в использовании оптоизоляторов. Это такие микросхемы, работающие в режиме критической проводимости, как LT3573, LT3574, LT3575, LT3511 и LT3512.

Высоковольтный монолитный изолированный обратноходовой преобразователь LT8300 содержит силовой ключ на 150-вольтовом DMOS транзисторе, переключающем ток до 260 мА, цепи внутренней компенсации и конденсатор мягкого запуска. LT8300 работает при входных напряжениях от 6 В до 100 В, отдавая в нагрузку мощность до 2 Вт, и нуждается всего лишь в пяти внешних компонентах.

LT8300 работает в режиме критической проводимости, а режим генерации пачек (Burst Mode) обеспечивает низкий уровень пульсаций, позволяя из небольшого количества компонентов создавать преобразователи с высоким КПД и минимальными потерями мощности в режиме покоя.

Простой и точный способ измерения выходного напряжения

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В
Рисунок 1.Полная схема обратноходового преобразователя
5 В с входным напряжением 22 … 75 В.

Преобразователям, в которых используются LT8300, не нужны оптоизоляторы, так как источником информации о величине выходного напряжения служит напряжение на первичной обмотке, измеряемое сразу после выключения силового ключа микросхемы, то есть в момент, когда ток через диод спадает до нуля. Благодаря этому существенно повышается качество регулирования, поскольку на данном отрезке времени падение напряжения на вторичной обмотке трансформатора и на любой дорожке печатной платы равно нулю. Это позволяет обратноходовому преобразователю на основе LT8300 при комнатной температуре стабилизировать напряжение нагрузки с типовой точностью ±1%. На Рисунках 1 и 2 изображены принципиальная схема и нагрузочная характеристика обратноходового преобразователя с выходным напряжением 5 В.

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В
Рисунок 2.Нагрузочная характеристика схемы, изображенной на Рисунке 1.

Компактное решение с небольшим количеством компонентов

В 5-выводном корпусе TSOT-23 микросхемы LT8300 интегрирован 150-вольтовый силовой DMOS ключ с максимальным током 260 мА, а также все высоковольтные цепи и логика управления. Изолированное выходное напряжение устанавливается с помощью единственного внешнего резистора, причем цепи частотной коррекции и управления плавным включением интегрированы в микросхему. Режим генерации пачек при малых токах нагрузки обеспечивает высокую эффективность и низкий уровень пульсаций.

Преобразователь включает внутренний ключ немедленно после того, как ток включенного в цепь вторичной обмотки диода уменьшается до нуля, и выключает его, когда коммутируемый ток достигает установленного порога ограничения. В результате полностью исключаются потери на обратное восстановление диода.

Более того, поскольку ключ включается при нулевом токе, минимизированы и потери переключения. Благодаря снижению коммутационных потерь преобразователь может работать на сравнительно высоких рабочих частотах, что, в свою очередь, позволяет использовать более миниатюрные трансформаторы, чем требуются для традиционных схем. По сравнению со схемами, в которых применяются другие решения, устройства, основанные на LT8300, получаются намного компактнее.

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В
Рисунок 3.Демонстрационная плата преобразователя напряжения 22 … 75 В
в напряжение 5 В/0.3 А (См. Рисунок 1).

На Рисунке 3 показана фотография стандартной демонстрационной платы DC1825A, предназначенной для изучения изолированных обратноходовых преобразователей. На плате установлен трансформатор с сердечником EP7. Для построения полноценной схемы достаточно шести основных компонентов. Это входной и выходной конденсаторы (C2, C3), выходной диод (D1), резистор обратной связи (R3), трансформатор (T1) и микросхема LT8300. Для обратноходового преобразователя, построенного по традиционной схеме, потребовалось бы, как минимум, одиннадцать дополнительных компонентов, плюс сложные схемы запуска и смещения, как на первичной, так и на вторичной стороне.

Низкий ток покоя, минимальная энергия запуска и высокий КПД

По мере снижения тока нагрузки LT8300 уменьшает частоту переключения до тех пор, пока ток не достигнет заданной нижней границы, после чего переходит в режим прерывистой проводимости.

LT8300 отличаются высокой точностью установки порога ограничения тока, даже вблизи минимальных значений, и очень небольшой задержкой распространения. При самых легких нагрузках преобразователь переходит в режим генерации пачек, когда микросхема периодически переключается между активным и спящим режимами. Типовое потребление тока равно 70 мкА в спящем режиме и 330 мкА в режиме переключения.

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В
Рисунок 4.Обратноходовой преобразователь
(6…12 В/ 24 В, 20 мА), оптимизированный для минимального тока покоя.

Типичное значение низшей частоты переключения равно примерно 7.5 кГц, при этом схеме требуется минимальный ток запуска, типовое значение которого составляет всего 0.5% от максимальной нагрузки. По этой причине потери мощности в состоянии ожидания LT8300 очень малы, что крайне важно для приложений, работающих в режиме постоянного включения. На Рисунке 4 показано схемное решение, позволяющее из входного напряжения от 6 В до 12 В получить 24 В. Пиковый КПД этой схемы достигает 87% и остается на высоком уровне порядка 84% при токе нагрузки 20 мА (Рисунок 5).

Микромощный изолированный обратноходовой преобразователь с диапазоном входных напряжений от 6 В до 100 В
Рисунок 5.Зависимость КПД от тока нагрузки для преобразователя, изображенного на Рисунке 4.

Заключение

LT8300 – простой в использовании обратноходовой преобразователь с богатым набором уникальных функций, интегрированных в миниатюрный 5-выводной корпус TSOT-23. Прибор способен работать в широком диапазоне входных напряжений от 6 до 100 В, потребляет очень незначительный ток в выключенном состоянии и расходует минимальную мощность в режиме ожидания. Режим критической проводимости снижает потери переключения, уменьшает габариты преобразователя, упрощает конструкцию системы и обеспечивает превосходное качество стабилизации напряжения нагрузки. Микросхема содержит внутреннюю цепь плавного включения, точную схему ограничения тока, схему блокировки при недостаточном входном напряжении и встроенные элементы частотной коррекции.

LT8300 идеально подходит для широкого круга приложений, от устройств с батарейным питанием до источников питания для автомобильного, промышленного, медицинского и телекоммуникационного оборудования. Благодаря высокому уровню интеграции, основанные на LT8300 маломощные обратноходовые преобразователи получаются простыми и содержат небольшое количество компонентов.

LT8300 на РадиоЛоцман.ЦеныIC REG FLYBACK ISO ADJ TSOT23-5
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
ЭлитанLinear TechnologyLT8300ES5#TRMPBF373 руб.
TradeElectronicsLinear TechnologyLT8300HS5#TRPBFпо запросу
ЭлектроПластLinear TechnologyLT8300MPS5#TRMPBFпо запросу
Подробнее об условиях поставки »
Цены»Микросхемы

Также рекомендуем:

 
 
Информация
Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии в данной новости.
 
Обратная связь

Наши партнеры

 

Опросы

Есть ли справедливость в жизни?
Конечно есть, уверен!
Вроде как должна быть, но...
Затрудняюсь ответить...
Какая справедливость? О чем Вы?
Эх.., нет правды на свете!

 

Облако тегов

Требуется для просмотраFlash Player 9 или выше.

Показать все теги
 

Календарь публикаций

«    Декабрь 2016    »
ПнВтСрЧтПтСбВс
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
 
 

Архив новостей

Декабрь 2016 (15)
Ноябрь 2016 (42)
Октябрь 2016 (34)
Сентябрь 2016 (38)
Август 2016 (34)
Июль 2016 (36)
 
Наверх Сервисные мануалы Даташиты Ремонт LCD, ЖК телевизоров LG Samsung Скрипт программы "Сервисный центр"