多種 DC/DC 轉(zhuǎn)換器應(yīng)用都需要隔離式輸出，而不僅是電信和數(shù)據(jù)通信應(yīng)用有 48V 隔離要求。對(duì)于那些需要針對(duì)噪聲輸入電壓 (例如：汽車(chē)電池、中間總線(xiàn)和工業(yè)輸入) 的接地隔離之噪聲敏感型器件而言，隔離可以說(shuō)是必不可少的。顯示器、可編程邏輯控制器、GPS 系統(tǒng)和一些醫(yī)療監(jiān)視設(shè)備可能都會(huì)受到帶噪聲的總線(xiàn)電壓的負(fù)面影響。

反激式轉(zhuǎn)換器廣泛用于隔離式 DC/DC 應(yīng)用，但是反激式轉(zhuǎn)換器未必是設(shè)計(jì)師的首選。電源設(shè)計(jì)師勉強(qiáng)選擇反激式轉(zhuǎn)換器的原因是，不得不滿(mǎn)足較低功率的隔離要求，而不是因?yàn)榉醇な睫D(zhuǎn)換器更易于設(shè)計(jì)。反激式轉(zhuǎn)換器需要將大量時(shí)間用在變壓器的設(shè)計(jì)上，而現(xiàn)成有售的變壓器通�？蛇x范圍有限，而且有可能需要定制變壓器，這使變壓器設(shè)計(jì)這個(gè)任務(wù)進(jìn)一步復(fù)雜化了。此外，反激式轉(zhuǎn)換器還存在穩(wěn)定性問(wèn)題 (由于控制環(huán)路中眾所周知的右半平面零點(diǎn)所致)，而光耦合器的傳播延遲、老化和增益變化將使該問(wèn)題進(jìn)一步地復(fù)雜化。凌力爾特公司推出的 LT3574 隔離式單片反激式轉(zhuǎn)換器就解決了很多這類(lèi)反激式轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)難題。

首先，LT3574 無(wú)需光耦合器、外部 MOSFET 和副端基準(zhǔn)電壓，也無(wú)需電源變壓器額外提供第三個(gè)繞組，同時(shí)僅用一個(gè)必須跨隔離勢(shì)壘的組件，就能保持主端和副端隔離。LT3574 有一個(gè)內(nèi)置 0.65A、60V NPN 電源開(kāi)關(guān)，可從一個(gè)范圍為 3V 至 40V 的輸入電壓提供高達(dá) 3W 的輸出功率，并采用了一個(gè)能通過(guò)主端反激開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形檢測(cè)輸出電壓的主端檢測(cè)電路。在開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)，輸出二極管向輸出提供電流，輸出電壓反射到反激式變壓器的主端。開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓的幅度是輸入電壓和反射的輸出電壓之和，LT3574 能重建該開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)電壓。在整個(gè)線(xiàn)電壓輸入范圍、整個(gè)溫度范圍以及 2% 至 100% 的負(fù)載范圍內(nèi)，這種輸出電壓反饋方法可產(chǎn)生好于 ±5% 的總調(diào)節(jié)誤差。圖 1 顯示了一個(gè)利用 LT3574 實(shí)現(xiàn)反激式轉(zhuǎn)換器的原理圖。

 
圖 1：采用主端輸出電壓檢測(cè)的反激式轉(zhuǎn)換器

LT3574 運(yùn)用邊界模式工作進(jìn)一步簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)，減小了轉(zhuǎn)換器尺寸并改進(jìn)了負(fù)載調(diào)節(jié)。LT3574 反激式轉(zhuǎn)換器在副端電流降至零時(shí)，立即接通內(nèi)部開(kāi)關(guān)，而當(dāng)開(kāi)關(guān)電流達(dá)到預(yù)定義的電流限制時(shí)，則斷開(kāi)。因此，該器件工作時(shí)，總是處于連續(xù)傳導(dǎo)模式 (CCM) 和斷續(xù)傳導(dǎo)模式 (DCM) 的轉(zhuǎn)換之中，這種工作方式常稱(chēng)為邊界模式或關(guān)鍵傳導(dǎo)模式。其他特點(diǎn)包括可編程軟啟動(dòng)、可調(diào)電流限制、欠壓閉鎖和溫度補(bǔ)償。變壓器匝數(shù)比和兩個(gè)連接到 RFB 及 RREF 引腳的外部電阻器設(shè)定輸出電壓。LT3574 所采用的是 MSOP-16 封裝。

主端輸出電壓檢測(cè)
    隔離式轉(zhuǎn)換器的輸出電壓檢測(cè)通常需要光耦合器和副端基準(zhǔn)電壓。光耦合器通過(guò)光鏈路發(fā)送輸出電壓反饋信號(hào)，同時(shí)維持隔離勢(shì)壘。不過(guò)，光耦合器的傳輸比隨溫度和老化而變化，從而降低了準(zhǔn)確度。光耦合器還引入傳輸延遲，從而導(dǎo)致較慢的瞬態(tài)響應(yīng)，而不同器件的瞬態(tài)響應(yīng)之間有可能呈非線(xiàn)性，這還可能導(dǎo)致一個(gè)設(shè)計(jì)在不同的電路實(shí)現(xiàn)中顯示不同的特性。運(yùn)用額外的變壓器繞組而不是光耦合器實(shí)現(xiàn)電壓反饋的反激式設(shè)計(jì)還可以用來(lái)閉合反饋環(huán)路。不過(guò)，這種額外的變壓器繞組可能增大變壓器的尺寸和成本。

 LT3574 在變壓器的主端檢測(cè)輸出電壓，因而無(wú)需光耦合器或額外的變壓器繞組。如圖 2所示，當(dāng)功率晶體管關(guān)斷時(shí)，在主端開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形處可以準(zhǔn)確測(cè)量輸出電壓，其中 N 是變壓器的匝數(shù)比，VIN 是輸入電壓，VC 是最大箝位電壓。

圖 2：典型的開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)波形

    以邊界模式工作可減小轉(zhuǎn)換器尺寸并改進(jìn)調(diào)節(jié)
    邊界模式控制采用的是可變頻率電流模式開(kāi)關(guān)電路。當(dāng)內(nèi)部電源開(kāi)關(guān)接通時(shí)，變壓器電流增大，直至達(dá)到預(yù)置電流限制的設(shè)定點(diǎn)為止。SW 引腳上的電壓上升至：輸出電壓除以副端至主端變壓器匝數(shù)比 + 輸入電壓。當(dāng)通過(guò)二極管的副端電流降至零時(shí)，SW 引腳電壓降至低于VIN 。內(nèi)部 DCM 比較器檢測(cè)這個(gè)事件，并再次接通開(kāi)關(guān)，重復(fù)這個(gè)周期。

 在每個(gè)周期的末端，邊界模式工作使副端電流回到零，引起寄生電阻壓降，但不引起負(fù)載調(diào)節(jié)誤差。此外，主端反激開(kāi)關(guān)總是在零電流時(shí)接通，輸出二極管沒(méi)有反向恢復(fù)損耗。這種功耗的減少使得反激式轉(zhuǎn)換器能夠在一個(gè)相對(duì)較高的開(kāi)關(guān)頻率下運(yùn)作，這反過(guò)來(lái)又縮減了變壓器的尺寸 (相比于較低頻率的替代設(shè)計(jì)方案)。圖 3 顯示 SW 電壓和電流以及輸出二極管中的電流。

圖 3：邊界模式工作時(shí)反激式轉(zhuǎn)換器波形