单个ic可从30v到400v输入 产生隔离或非隔离±12v输出 -凯发app官网登录

电动汽车、大型电池存储栈、家居自动化、工业和电信电源都要求将高压转换成±12 v，而放大器、传感器、数据转换器和工业流程控制器则需要双极性轨进行供电。所有这些系统面临的一个共同挑战是开发一款紧凑、高效的双极性稳压器，其能够在–40°c到 125°c温度范围内工作。这对于汽车应用及其他高环境温度应用而言尤为重要。

线性稳压器很容易被理解，通常是双极性电源的首选。但它不适用于前面提到的高输入电压、低输出电压应用，主要是由于线性稳压器在高降压比下的散热问题。此外，双极性凯发app官网登录的解决方案至少需要两个集成电路（ic）：一个正输出线性稳压器和一个负转换器。更理想的凯发app官网登录的解决方案是使用单个开关稳压器，从相对较高的电压输入产生双极性输出，在实现高效率和高稳压性的同时满足紧凑的空间要求并降低成本。

本文将介绍两种出色的电路，它们使用单个高压lt8315转换器在30 v到400 v宽输入电压范围内产生±12 v输出。一种电路是隔离反激拓扑；另一种是基于非隔离降压拓扑。本身是一个高压单片式转换器，集成了630 v/300 ma mosfet、控制电路、高压启动电路，并采用增强散热20引线tssop封装。

无光耦的隔离双极性反激稳压器

反激转换器广泛用于多输出应用中，可提供电流隔离，改善安全性，并增强抗噪声能力。输出可以为正，也可以为负，这取决于输出的哪一侧接地。传统上，输出电压调节是通过光耦合器将信息从次级侧基准电路传输到初级侧来实现。问题在于，光耦合器会因传播延迟、老化和增益变化等原因显著增加复杂性，并降低可靠性。通常，连接到ic反馈引脚的一个输出主导着稳压环路，而其他输出通过变压器绕组受到松散控制，导致这些输出的调整率不佳。

lt8315不需要光耦合器，直接从电源变压器的第三绕组采样反射的隔离输出电压。此外，当次级电流接近于零时感应输出电压，以实现优异的负载调整率。在双输出设计中，这种独特感应方案能够对每路输出进行严格调节，两端输出都可以主导调节。因此，能轻松实现典型的±5%负载调整率。

图1所示的lt8315凯发app官网登录的解决方案在准谐振边界传导模式下工作。初级mosfet具有最小的导通损耗，因为当开关节点振荡到低谷时mosfet导通。次级侧没有二极管反向恢复损耗。3 kv加强绝缘变压器是唯一跨越隔离屏障的组件，能够提高系统可靠性，满足严格的高压电源隔离要求。图2是不同输入电压下的满载效率曲线。当输入电压为70 v，两端负载电流均为50 ma时，这种反激转换器的峰值效率可达85.3%。

图1展示了一个具有30 v到400 v宽输入范围的反激转换器的完整示意图。其输出为±12 v，并在5 ma至50 ma的负载电流下保持严格的稳压。这种反激转换器的峰值效率为85.3%，如图2所示。

图1：面向30 v到400 v宽输入范围的完整±12 v/50 ma隔离反激转换器。

图2：图1中反激转换器的满载效率与输入电压的关系。

图3：使用单个lt8315 ic的非隔离双电感降压转换器原理图：30 v到400 v输入，±12 v输出，每路30ma。

使用双电感的非隔离双极性降压稳压器

lt8315的高压输出能力可通过现成电感器用于非隔离凯发app官网登录的解决方案。采用双电感器的降压稳压器只需要少量组件，如图3所示。这种转换器可接受30 v到400 v的超宽输入范围，并产生±12 v/30 ma输出。该电路在30v输入、两端满载输出的条件下可实现高达87%的效率。

在这种拓扑中，lt8315的接地焊盘故意不接地，并连接为驱动两端输出的公共开关节点。对于pcb布局，lt8315的接地焊盘尺寸应限制在裸露的焊盘区域内，以减少对其他组件的电磁干扰，因为接地走线在这种拓扑中是相对嘈杂的开关节点。二极管d2和fb引脚上的两个1%电阻构成反馈路径，用于调节正输出电压。当mosfet导通时，必须用d2来防止fb引脚放电。电阻分压器无需考虑d2的正向压降，因为d2和d3的正向电压相等，且可以抵消。因此，反馈网络会跟踪并严格调节正输出电压。

负压输出包括低压耦合电容器cfly、第二电感器l2、逆向电压保护二极管d4和负输出电容器co2。根据co1-l1-cfly-l2电路环路的电感伏秒平衡原则，l1和l2的平均电压为零，因此耦合电容器cfly的电压等于正输出电压。cfly在mosfet导通期间为l2充电，而d4在mosfet关断期间为l2提供放电路径。负输出电压是基于cfly的电压保持恒定并等于正输出电压来间接调节的。如图4的调节曲线所示，当正输出电压满载30 ma时，在不同输入电压下，负输出电压调整率在负载电流3 ma到30 ma范围内保持在±5%。

图4：图3中的双电感器降压转换器在不同输入电压下的负12 v负载调整率曲线。

结论

本文介绍了两种针对30 v到400 v宽输入范围的双极性转换器凯发app官网登录的解决方案：一种是有隔离，另一种是非隔离。两种凯发app官网登录的解决方案均采用了lt8315，因其高压集成mosfet，无光耦反馈环路和内部高压启动电路。其他特性包括低纹波burst mode®工作、软启动、可编程电流限制、欠压锁定、温度补偿和低静态电流。lt831的高集成度可为各种应用简化高压输入和双极性输出电路的设计。