(類比技術在高效能工業應用一) 作者：Bruce Haug/凌力爾特公司 產品市場工程師
技術脈動
過去20年來，高密度隔離式DC/DC電源轉換領域有了長足的進步。回顧20年前，功率密度為30W/in3的全磚和半磚 DC/DC轉換器的推出在用戶和提供電源產品的公司中造成巨大的迴響。這些轉換器除了用在電信應用中，還開創了在資料通信和工業系統中採用分散式電源架構的先河。那時，一些公司爭先恐後地進入這一市場，緊追這一領域的領導者。很多提供電源產品的公司經歷了幾年艱苦的開發工作後，將產品推向了市場，他們開發了自己的磁性元件、拓墣和控制電路，總是在努力超過自己以前的產品和來自競爭對手的同類產品。大多數產品的佔用板面積相同，還有一些產品的尺寸和引腳數量獲得了專利。今天，這類產品的板面積已有1/4、1/8、1/16磚等類型了。現在，幾乎每個主要電源產品公司都有高密度隔離式 DC/DC 轉換器產品線，這些產品線或者是經由收購其他公司獲得的，或者是內部開發的，目前這類產品的功率密度已經超過200W/in3了。
特定應用拓墣DC/DC控制器的推出，MOSFET開關、VDS額定值和RDS(ON)的改進以及Pulser Engineering、 Coilcraft、Tokin等公司提供的現售平面電源變壓器和電感器為設計師提供了不同的隔離式DC/DC轉換器開發途徑。人們常常需要自製隔離式 DC/DC 轉換器，需要完全控制所用元件，以在產品的整個壽命期內保證品質和設計完整性。其他原因也許包括需要標準產品不提供的附加功能，或需要特殊的外形尺寸、甚至是為了降低成本。
凌力爾特公司擁有全線特定拓墣控制器，可用在高密度隔離式DC/DC轉換器中實現返馳式、順向式、推挽、全橋和相位調變全橋拓墣。有或沒有同步整流的版本都有，有些版本有光耦合器，還有些版本用一個變壓器來閉合回授迴路。有兩種基本的輸入電壓範圍，一種適用於工業市場(9V至36V)，另一種適用於電信/資料通信市場(36V至75V)，還有些版本在18V至75V的輸入電壓範圍內工作。凌力爾特公司對所有這些拓墣和輸入電壓範圍都提供預裝配設計，輸出電壓範圍為1.2V至48V。用戶可以獲得展示板、電氣原理圖、材料單和用於 PCB設計的Gerbers檔。《快速起動指南》提供性能曲線，包括負載/電壓調節、漣波與雜訊、效率和暫態響應。
隔離式順向轉換器
高密度隔離式DC/DC轉換器最流行的拓墣之一是順向轉換器，這種轉換器可以提供高達500W的功率，在有些情況下還能提供更高的功率。凌力爾特公司同時提供單開關和雙開關順向式控制器，這些控制器用主端和副端積體電路實現同步MOSFET的控制、定時和驅動。降壓型轉換器設計師長期以來一直受益於這些最新控制器積體電路所能實現的簡單性、高效率和快速暫態響應，這些控制器積體電路具有同步整流和多相*PolyPhase)交錯功率級。不過，順向轉換器現在也提供同樣的功能了。LTC3706副端同步控制器及其伴隨元件主端智慧驅動器LTC3725可以用來開發具有降壓型轉換器那樣的簡單性和性能的隔離式順向轉換器。
如圖1所示，凌力爾特公司的1/8磚展示電路DC1031A-B在副端採用了 LTC3706控制器，在主端採用了自啟動LTC3725智慧驅動器。加上輸入電壓後，LTC3725開始輸出電壓的受控軟啟動。輸出電壓開始上升時，副端控制器LTC3706經由T1、D1和Q2迅速加電。然後 LTC3706透過信號變壓器T2向主端驅動器LTC3725發送PWM閘極編碼脈衝，以承擔控制輸出電壓的任務。接著，LTC3725作為一個簡單的驅動器工作，經由T2接收輸入信號和偏置電源信號。圖1還顯示了這個3.3V輸出電路的效率曲線。輸出電壓範圍為0.6V至52V，視輸出電壓的不同，在固定工作頻率時可以達到95%以上的效率，頻率可在 100kHz至500kHz範圍內選擇。
圖1：隔離式同步整流順向轉換器原理圖和相關效率曲線(點圖可看原始檔)
深入了解詳細全文：隔離式 DC/DC 電源轉換器技術趨勢
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