Fly-Buck的拓?fù)溥x擇和合適該使用Fly-Buck介紹
1.Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器的拓?fù)溥x擇
Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器是生成低功率隔離輸出、雙極 (+/-) 輸出和多輸出軌的常用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。Fly-Buck 拓?fù)湓陔娦?、PoE、定制 PoE、工業(yè)和汽車應(yīng)用中很常見。最常用的 Fly-Buck 拓?fù)鋵?duì)非隔離輸出使用降壓配置。這種配置如圖 1 所示。
圖 1. Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器對(duì)非隔離輸出使用降壓(降壓)配置
這種拓?fù)渥钸m合輸入電壓高于目標(biāo)隔離 V OUT 的兩到三倍的更高 V IN、低 V OUT應(yīng)用。在這些應(yīng)用中,降壓非隔離級(jí)提供了簡(jiǎn)單的電路和低電感電流紋波。降壓初級(jí)對(duì)于系統(tǒng)中還需要非隔離輸出的應(yīng)用也很有用。
在輸入電壓 (V IN ) 和隔離輸出電壓 (V OUT2 ) 靠近的應(yīng)用中,F(xiàn)ly-Buck 拓?fù)涞奈⑿∽兓怯欣模渲信渲昧宿D(zhuǎn)換器的非隔離側(cè)或初級(jí)側(cè)在反相降壓-升壓配置中。對(duì)于相同的 V IN、V OUT組合,反相降壓-升壓配置在更小的占空比下工作。此外,反相降壓-升壓配置可以產(chǎn)生等于或什至大于輸入電壓的非隔離輸出。它可以在使用更簡(jiǎn)單的變壓器設(shè)計(jì)的同時(shí)為隔離輸出提供更好的調(diào)節(jié)。
圖 2. Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器對(duì)隔離輸出采用反相降壓-升壓配置
圖 3. 對(duì)于相同的輸入和輸出電壓,反相配置具有更小的占空比。
降壓或反相配置的選擇取決于應(yīng)用。總之,在以下情況下使用降壓配置設(shè)計(jì):
· V IN是預(yù)期 V OUT 的兩到三倍或更高
· 應(yīng)用中需要非隔離(初級(jí))輸出并且為正。
另一方面,在以下情況下使用反相降壓-升壓配置:
· V IN接近 V OUT
· 應(yīng)用中不需要非隔離(初級(jí))輸出,或者如果需要,它是負(fù)的。對(duì)負(fù)電壓的常見需求是雙極 (+/-) 電源生成。
2.什么時(shí)候 Fly-Buck 解決方案更好?
傳統(tǒng)上,工程師使用大量方案來(lái)生成這些電源軌,包括反激式轉(zhuǎn)換器、帶變壓器的低側(cè)或推挽驅(qū)動(dòng)器、隔離模塊或?qū)S屑山鉀Q方案。Fly-Buck ?轉(zhuǎn)換器(或隔離式降壓轉(zhuǎn)換器)作為低功耗隔離式偏置解決方案變得非常流行,因?yàn)樗?jiǎn)單易用、組件數(shù)量少,并且可以使用寬輸入電壓集成調(diào)節(jié)器,例如 TI 的LM5017零件族??蛻艉同F(xiàn)場(chǎng)工程師經(jīng)常會(huì)問(wèn)為什么他們應(yīng)該選擇 Fly-Buck 解決方案而不是堅(jiān)持使用反激解決方案。 為了回答這個(gè)問(wèn)題,我需要重新表述這個(gè)問(wèn)題:“什么時(shí)候 Fly-Buck 解決方案更好?” 該博客確定了許多應(yīng)用程序?qū)傩?,如果存在這些屬性,將使 Fly-Buck 更具吸引力。
低功耗(10W、5W、2.5W、1W)隔離式電源軌
Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器可以在不同的功率水平下工作,具體取決于輸入電壓、FET 的 RDSON、繞組電阻、耦合電感器的泄漏等。但它自然會(huì)產(chǎn)生比低功率水平的反激更簡(jiǎn)單的解決方案,因?yàn)榧闪?FET 并且沒(méi)有隔離的反饋回路。最引人注目的解決方案是 < 5W,其中次級(jí)反饋反激的復(fù)雜性是不合理的。參見上面的圖 1。
多個(gè)隔離和/或非隔離輸出
Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器無(wú)需光耦合器反饋電路即可提供良好的交叉調(diào)節(jié)。由于基于光電的反饋僅適用于其中一個(gè)隔離輸出,因此當(dāng)有多個(gè)輸出時(shí),專用反饋回路的優(yōu)勢(shì)變得不那么重要。
Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器無(wú)需額外成本即可提供主要的非隔離降壓輸出。因此,它為需要隔離和非隔離輸出的應(yīng)用提供了更簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。
調(diào)節(jié) ± 5%
由于 Fly-Buck 是初級(jí)側(cè)調(diào)節(jié),因此它最適合不需要非常精確的隔離輸出調(diào)節(jié)的應(yīng)用。MOSFET 或 IGBT 柵極驅(qū)動(dòng)電路屬于這一類。
但是使用后調(diào)節(jié)器可以更好地調(diào)節(jié)。這種拓?fù)湟策m用于隔離輸出允許有 5-10% 變化的應(yīng)用,并且有多個(gè)后置穩(wěn)壓器將電壓降低到特定的負(fù)載電壓。
寬 Vin 導(dǎo)軌
通常涉及推挽或驅(qū)動(dòng)器-變壓器組合的分立設(shè)計(jì)需要初級(jí)上的調(diào)節(jié)軌以生成穩(wěn)定的次級(jí)軌。該LM5017飛降壓穩(wěn)壓器的家庭可以從廣泛不同軌高達(dá)100V的電壓工作。
所以在回答“什么時(shí)候 Fly-Buck 解決方案更好?”這個(gè)問(wèn)題時(shí)。做出決定時(shí),請(qǐng)考慮功率電平、輸出軌數(shù)量、調(diào)節(jié)目標(biāo)和輸入電壓范圍。