許多電路都需要電氣隔離。為了達到電氣隔離的目的，人們通常會使用變壓器。在各類不同的拓撲結構中也會看到利用變壓器來傳輸電能的身影。其中，反激式轉換器是一種廣泛使用的電路類型，尤其適用于大約50W或更低的功率。

圖1顯示了簡單的反激式轉換器的原理圖。當開關S1接通時，反激式轉換器將電能存儲在變壓器線圈T1中。當S1斷開時，存儲在線圈中的電能經由T1的次級繞組，再經由續(xù)流二極管D1傳輸至輸出。

圖1.反激式轉換器的原理圖

從圖1可以看出，除了電源路徑，還需要反饋路徑（綠色所示）。該路徑用于準確調節(jié)輸出電壓。遺憾的是，這個反饋路徑是相當復雜的，因為反饋信號也必須通過電氣隔離器進行傳輸。為此，可以使用光耦合器或數(shù)字隔離器模塊，例如ADuM3190。反饋信號也可以在初級側進行檢測，在這種情況下，無需對反饋路徑進行電氣隔離。

使用ADI提供的無光耦產品平臺中的轉換器，可以輕松構建小型電氣隔離反激式電路。圖2顯示LT8301，其輸入電壓高達42V，最大開關電流為1.2A。在圖2所示的電路中，沒有從輸出電壓回流至初級側開關穩(wěn)壓器的反饋路徑。但是，通過變壓器提供了一個隱藏的內部反饋路徑。在初級側開關斷開期間，測量通過變壓器的初級繞組反射回來的電壓。這樣就可以獲取有關初級側輸出電壓狀態(tài)的準確信息。

圖2.采用無光耦LT8301構建的高度緊湊、易于使用的反激式轉換器電路

除了這個電氣隔離解決方案，還可以使用另一種非常不錯的方式來構建電氣隔離反激式電路。此技術如圖3所示。它被稱為隔離降壓轉換器。

圖3.采用MAX17681的隔離降壓轉換器

一般反激轉換器和隔離降壓轉換器之間的主要區(qū)別在于初級變壓器繞組和地之間的電容C_BUCK。在MAX17681中，變壓器的初級繞組由半橋驅動。這意味著，MAX17681具有高端和低端開關。在無光耦反激式轉換器（圖2）中，只包含一個開關，位于變壓器的初級繞組和地之間。

隔離降壓轉換器可以視為一個簡單的降壓轉換器，具有耦合電感，因此可產生隔離電壓。圖3中的藍線表示降壓轉換器。C_BUCK的電壓對應這個集成式降壓轉換器的調節(jié)電壓。

這兩種電氣隔離開關穩(wěn)壓器概念都無需通過光耦合器進行信號反饋。那么每種解決方案的優(yōu)點是什么呢？

總體來看，無光耦轉換器（圖2）無需使用大型初級側旁路電容(C_BUCK)，由一個開關從內部驅動。隔離降壓轉換器的優(yōu)點在于：可額外提供一個精密調節(jié)的初級側電壓。例如，它可以用在系統(tǒng)中為初級側電路的電子器件提供電能。在設置時，必須確保在使用具有對應匝數(shù)比的變壓器時，能夠生成所需的電氣隔離電壓V_OUT2。  

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Analog Devices, Inc.(NASDAQ: ADI)在現(xiàn)代數(shù)字經濟的中心發(fā)揮重要作用，憑借其種類豐富的模擬與混合信號、電源管理、RF、數(shù)字與傳感技術，將現(xiàn)實世界的現(xiàn)象轉化成有行動意義的洞察。ADI服務于全球12.5萬家客戶，在工業(yè)、通信、汽車與消費市場提供超過7.5萬種產品。ADI公司總部位于馬薩諸塞州威明頓市。

關于作者

Frederik Dostal曾就讀于德國埃爾蘭根大學微電子學專業(yè)。他于2001年開始工作，涉足電源管理業(yè)務，曾擔任各種應用工程師職位，并在亞利桑那州鳳凰城工作了4年，負責開關模式電源。他于2009年加入ADI公司，并在慕尼黑ADI公司擔任電源管理現(xiàn)場應用工程師。