LT3825：隔離反激式同步整流轉(zhuǎn)換器的卓越表現(xiàn)

在電子工程師的日常工作中，電源轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)和選擇至關(guān)重要。今天，我們就來深入探討一下基于 LT3825 的隔離反激式同步整流轉(zhuǎn)換器，即演示電路 1143。

文件下載：DC1143A.pdf

一、電路概述

演示電路 1143 是一款 20 瓦的隔離反激式同步整流轉(zhuǎn)換器，采用了 LT3825 芯片，具有初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié)功能。它的設(shè)計(jì)旨在展示該芯片在反激式電源中的高性能、高效率和小尺寸解決方案。

該電路工作頻率為 250kHz，能在 36 至 72V 的輸入電壓范圍內(nèi)輸出穩(wěn)定的 3.3V、6A 電壓，適用于電信等多種應(yīng)用場景。其電路板面積僅為 1 平方英寸，同步整流技術(shù)使其效率超過 88%，隔離電壓達(dá)到 1500VDC。并且，該電路板的設(shè)計(jì)文件可通過聯(lián)系 LTC 工廠獲取。

二、性能參數(shù)

1. 輸入輸出參數(shù)

從這些參數(shù)中我們可以看出，該電路在輸入輸出方面表現(xiàn)穩(wěn)定，能夠滿足大多數(shù)應(yīng)用的需求。比如在電信設(shè)備中，穩(wěn)定的輸出電壓和電流對(duì)于設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

三、工作原理

1. 啟動(dòng)過程

當(dāng)施加輸入電壓時(shí)，欠壓電路會(huì)使 LT3825 處于靜態(tài)，同時(shí)一個(gè)電阻會(huì)給 Cvcc（C10）充電至 15V。之后控制器被啟用，啟動(dòng)過程開始。初級(jí)電路利用 Cvcc 中存儲(chǔ)的電荷工作，直到 T1 的輔助繞組開始為 Vcc 供電。

2. 過載保護(hù)

當(dāng)出現(xiàn)嚴(yán)重過載或短路情況，導(dǎo)致 T1 無法支持 Vcc 時(shí)，轉(zhuǎn)換器會(huì)進(jìn)入“突發(fā)模式”。當(dāng) Vcc 下降到 10V 時(shí)，電路會(huì)切斷，從而保持低功耗。

3. 同步整流

LT3825 提供同步整流柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)，該信號(hào)通過 T2 傳遞到次級(jí)并進(jìn)行緩沖。通過在反激時(shí)間觀察 T1 輔助繞組上的電壓，并對(duì)初級(jí)柵極驅(qū)動(dòng)（PG）和同步柵極驅(qū)動(dòng)（SG）進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制（PWM），實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)。此外，LT3825 還可以對(duì)控制環(huán)路外的電路電阻進(jìn)行補(bǔ)償。

4. 低噪聲設(shè)計(jì)

輸入和輸出端的可選 LC 濾波階段有助于降低噪聲，這對(duì)于對(duì)噪聲敏感的應(yīng)用非常重要。

四、快速啟動(dòng)步驟

1. 輸入電源設(shè)置

將能夠提供 36V 至 72V 的輸入電源設(shè)置為 48V，然后關(guān)閉電源。這里需要注意，輸入電壓低于 36V 可能會(huì)因 LT3825 的欠壓鎖定功能而導(dǎo)致轉(zhuǎn)換器無法啟動(dòng)。

2. 連接電源

在電源關(guān)閉的情況下，將電源連接到輸入端子 +Vin 和 –Vin。如果需要測量效率，可以在輸入電源中串聯(lián)一個(gè)能夠測量 1Adc 的電流表或電阻分流器來測量輸入電流；同時(shí)，可以在輸入端子上放置一個(gè)能夠測量至少 72V 的電壓表來準(zhǔn)確測量輸入電壓。

3. 開啟電源

開啟輸入電源，但要確保輸入電壓不超過 72V。

4. 檢查輸出電壓

檢查是否有 3.3V 的正確輸出電壓，然后關(guān)閉輸入電源。

5. 連接負(fù)載

在確定輸出電壓正常后，將一個(gè)能夠在 3.3V 下吸收 6A 電流的可變負(fù)載連接到輸出端子 +Vout 和 –Vout，并將電流設(shè)置為 0A。同樣，如果需要測量效率，可以在輸出負(fù)載中串聯(lián)一個(gè)能夠處理 6Adc 的電流表或電阻分流器來測量輸出電流；在輸出端子上放置一個(gè)能夠測量至少 3.3V 的電壓表來準(zhǔn)確測量輸出電壓。

6. 再次開啟電源

開啟輸入電源。如果沒有輸出，暫時(shí)斷開負(fù)載，確保負(fù)載設(shè)置不過高。

7. 調(diào)整負(fù)載并觀察參數(shù)

在再次確定輸出電壓正常后，在工作范圍內(nèi)調(diào)整負(fù)載，并觀察輸出電壓調(diào)節(jié)、紋波電壓、效率等所需參數(shù)。

五、性能圖表分析

1. 效率曲線（圖 2）

從效率曲線可以看出，在較寬的電流范圍內(nèi)，效率都能達(dá)到 88%以上。這表明該電路在不同負(fù)載情況下都能保持較高的效率，對(duì)于節(jié)能和降低散熱要求非常有幫助。

2. 調(diào)節(jié)曲線（圖 3）

調(diào)節(jié)曲線顯示，輸出電壓的調(diào)節(jié)范圍在 1.5%以內(nèi)，這說明該電路的輸出電壓穩(wěn)定性非常好，能夠?yàn)樨?fù)載提供穩(wěn)定的電源。

3. 輸出紋波和瞬態(tài)響應(yīng)（圖 4 和圖 5）

輸出紋波和瞬態(tài)響應(yīng)的波形圖可以幫助我們了解電路在動(dòng)態(tài)情況下的性能。在實(shí)際應(yīng)用中，穩(wěn)定的輸出紋波和良好的瞬態(tài)響應(yīng)對(duì)于保證設(shè)備的正常運(yùn)行至關(guān)重要。

綜上所述，基于 LT3825 的演示電路 1143 在性能、效率和尺寸等方面都表現(xiàn)出色，是電子工程師在設(shè)計(jì)電源轉(zhuǎn)換器時(shí)的一個(gè)不錯(cuò)選擇。大家在實(shí)際應(yīng)用中，不妨根據(jù)具體需求對(duì)該電路進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化和調(diào)整。你在使用類似電路時(shí)遇到過哪些問題呢？歡迎在評(píng)論區(qū)分享交流。