發布日期：2022-04-20 點擊率：27
對于設計工程師來說，處理需要從低電壓到高電壓的應用程序可能會非常艱巨。但是，如果我們對磁學和電源架構有基本的了解，則不必如此。
一些需要從低電壓獲得高電壓的更常見應用包括手機充電器；備用電源；用于電視、顯示器、激光器、復印機和隔離式柵極驅動器等消費類應用的低成本多電源。
最簡單的解決方案是使用反激式轉換器，它在輸入和輸出之間使用電流隔離，可以轉換 AC/DC 或 DC/DC。反激式基本上是一個升降壓轉換器，其中設置了電感器以形成變壓器。在設計中，變壓器用于倍增電壓，但也很有用，因為它增加了隔離設計的好處。例如，當在輸入和輸出處使用浪涌抑制部件時，通過全線隔離，它有助于在所有模式下連續過濾電源線噪聲或保護敏感電路甚至人體在觸摸設備時免受沖擊。
當反激轉換器的初級開關閉合時，變壓器的初級側連接到輸入電壓源。隨著電流和磁通量的增加，能量存儲在變壓器中。當初級開關打開時，變壓器中的能量衰減并且變壓器的次級側電壓變為正，允許電流從變壓器流過正向偏置二極管。能量為輸出電容充電，輸出電容為負載點供電。
這種操作允許轉換器產生比電壓源更大的電壓輸出，而無需大量額外的電路、組件或復雜性。變壓器的匝數比和占空比決定了輸出電壓的大小。反激式轉換器可以是電壓模式或電流模式，但電流模式更常見，因為它更容易穩定。兩種架構都需要能夠在不破壞電流隔離的情況下測量輸出電壓（如果不需要電流隔離，則可以使用簡單的分壓器）；有幾種方法可以實現這一點。一種常見的方法是在次級側使用光耦合器。低成本應用中常用的另一種方法是使用初級側電壓，通過直接監控或使用第二個繞組進行監控。
為了演示反激式轉換器的操作并支持我們客戶的設計，我們構建了用于高壓激光閃存驅動器的 TI Designs Low V IN小型反激式參考設計（圖 1）。該設計是一種 1.2W 隔離反激式設計，支持 3.3V 至 6V 的極低 V IN并且能夠在 120V 輸出時提供 10mA。該設計采用LM3481升壓控制器集成電路 (IC)，在電流模式下工作，可同步到 100 KHz 和 1 MHz 之間的任何頻率。
LM3481器件是一款多功能低側N-FET高性能控制器，用于開關穩壓器。該器件適用于需要低側FET的拓撲結構，如升壓，反激，SEPIC等。 LM3481器件可以在極高的開關頻率下工作，以減小整體解決方案的尺寸。通過使用單個外部電阻或將其與外部時鐘同步，可將LM3481器件的開關頻率調整為100kHz至1MHz之間的任何值。除逐周期電流限制外，電流模式控制還提供卓越的帶寬和瞬態響應。可通過單個外部電阻對電流限制進行編程。
LM3481器件具有內部保護功能，如熱關斷，短路保護和過壓保護。省電關斷模式可將總電源電流降至5μA，并允許電源排序。內部軟啟動限制了啟動時的浪涌電流。
10引腳VSSOP封裝
內部推挽式驅動器具有1 A峰值電流能力
電流限制和熱關斷
使用電容器和電阻器優化頻率補償
內部軟啟動
電流模式操作
可調節欠壓鎖定帶滯后
輕負載下的脈沖跳躍
該設計建立在兩層板上，是一種簡單、低物料清單、低成本的設計，可提供隔離輸出。由于它通常是整個解決方案中最昂貴的部分，因此在兩層印刷電路板 (PCB) 上開發設計有助于減少基于消費者的應用中的系統實施挑戰。
圖 1：用于高壓激光閃光的低輸入電壓、小尺寸反激式參考設計
該參考設計使用可支持 3V 至 42V 輸入電壓的器件。通過定制設計，可以提高輸出電壓和額定功率。有關整體系統效率，請參見圖 2。
圖 2：使用LM3481升壓控制器的效率
LM3481升壓控制器非常適合反激式設計，因為它高度靈活、易于設計并提供較小的解決方案尺寸。
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