1. Fly-Buck轉(zhuǎn)換器

Fly-Buck 轉(zhuǎn)換器基本上就是一個(gè)同步降壓型轉(zhuǎn)換器，它具有一個(gè)耦合至其電感器的額外繞組，用以生成一個(gè)隔離式輸出(VOUT)。除了次級(jí)側(cè)上的隔離式輸出之外，F(xiàn)ly-Buck轉(zhuǎn)換器還在初級(jí)側(cè)上提供了一個(gè)已調(diào)節(jié)輸出(VP)。初級(jí)側(cè)輸出的調(diào)節(jié)方式與獨(dú)立型同步降壓轉(zhuǎn)換器相同，如式(2)：

式中的D為圖6中的降壓開(kāi)關(guān)Q1的占空比。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)同步開(kāi)關(guān)Q2導(dǎo)通時(shí)VP反射至次級(jí)側(cè)并被整流為VOUT。等效電路示于圖7。VOUT可利用式(3)來(lái)計(jì)算：

與式(1)和圖4所說(shuō)明的未調(diào)節(jié)型推挽式轉(zhuǎn)換器相似，F(xiàn)ly-Buck的隔離式輸出是VR和VF(它們均取決于負(fù)載電流和溫度)的一個(gè)函數(shù)。然而，VP是一個(gè)由反饋電路調(diào)節(jié)的恒定電壓，這就使得VP(因而也包括VOUT)與VIN無(wú)關(guān)。對(duì)于Fly-Buck轉(zhuǎn)換器的隔離式輸出，VIN的影響得到了補(bǔ)償，但是負(fù)載電流和溫度的影響則并未予以補(bǔ)償。于是，F(xiàn)ly-Buck轉(zhuǎn)換器歸類于半調(diào)節(jié)型隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器。

當(dāng)Q1導(dǎo)通時(shí)，輸出電容器COUT放電，提供負(fù)載電流。當(dāng)Q2導(dǎo)通時(shí)，輸出電容器電荷得到補(bǔ)充以保持調(diào)節(jié)作用。實(shí)際上，變壓器或多或少會(huì)有一些漏電感，其決定了次級(jí)繞組中用于對(duì)輸出電容器進(jìn)行充電的電流的斜坡上升速率。漏電感和占空比會(huì)影響輸出電壓調(diào)節(jié)。應(yīng)盡可能地減小漏電感并謹(jǐn)慎地選擇最大的工作占空比，以減輕它們對(duì)于調(diào)節(jié)的影響。憑借正確的設(shè)計(jì)，大概可以實(shí)現(xiàn)5%至10%(具體數(shù)值取決于負(fù)載電流范圍)的輸出電壓調(diào)節(jié)。

2. 具有交叉調(diào)節(jié)輸出的反激式轉(zhuǎn)換器

反激式轉(zhuǎn)換器能夠很容易地生成多個(gè)輸出，而不必像其他DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)淠菢映３Ｐ枰鲈O(shè)額外的輸出濾波電感器。在多輸出配置中(圖8)，只有一個(gè)輸出Vaux是直接調(diào)節(jié)的，而其他的VOUT則依靠交叉調(diào)節(jié)。一般地，通過(guò)使已調(diào)節(jié)輸出Vaux參考于初級(jí)側(cè)上的輸入VIN，就能免除圖5所示的已調(diào)節(jié)型反激式轉(zhuǎn)換器的光耦合器。次級(jí)側(cè)上的隔離式輸出VOUT可由式(4)給出：

式中的VRs和VRa分別是次級(jí)繞組和輔助繞組的等效電阻電壓降。VRs、VRa、VFD1和VFD2均為其自身電流的函數(shù)。在次級(jí)繞組和輔助繞組中流動(dòng)的電流是不均勻的，因而在VOUT和Vaux之間的負(fù)載調(diào)節(jié)中導(dǎo)致失配。結(jié)果，VOUT的負(fù)載調(diào)節(jié)就沒(méi)有Vaux那么好。隔離式輸出與VIN無(wú)關(guān)，這表明可獲得優(yōu)良的線路輸入電壓調(diào)節(jié)性能。由于交叉調(diào)節(jié)輸出取決于負(fù)載電流范圍，故而通?？梢詫?shí)現(xiàn)5%至10%的輸出電壓調(diào)節(jié)。

3. PSR反激式轉(zhuǎn)換器

雖然線路輸入電壓調(diào)節(jié)性能優(yōu)良，但是Fly-Buck和依賴于交叉調(diào)節(jié)的反激式轉(zhuǎn)換器均無(wú)法補(bǔ)償負(fù)載電流對(duì)輸出電壓調(diào)節(jié)的影響。因此，輸出電壓準(zhǔn)確度取決于負(fù)載電流。PSR反激式轉(zhuǎn)換器(圖9)旨在通過(guò)更加準(zhǔn)確地檢測(cè)輸出電壓來(lái)最大限度地抑制這種依存性。

通過(guò)運(yùn)作于不連續(xù)導(dǎo)通模式(DCM)或邊界導(dǎo)通模式(BCM)，次級(jí)電流在每個(gè)開(kāi)關(guān)周期中恢復(fù)至零。圖10示出了DCM中的輔助繞組電壓分布。PSR反激式轉(zhuǎn)換器通過(guò)一個(gè)專用的鑒頻器和采樣器電路在拐點(diǎn)處(此時(shí)的次級(jí)電流近似為零)檢測(cè)輔助繞組電壓VSENSE。在采樣點(diǎn)上，由于次級(jí)電流為零，因此在繞組和走線兩端沒(méi)有電阻壓降。而且，采樣點(diǎn)處的二極管正向壓降變成一個(gè)常數(shù)VOFFSET，這與實(shí)際負(fù)載電流無(wú)關(guān)。于是，檢測(cè)電壓變?yōu)椋?/p>

正因?yàn)槿绱耍瑹o(wú)論負(fù)載電流怎樣，VSENSE都很好地代表了輸出電壓，僅具有一個(gè)可通過(guò)調(diào)整電壓反饋電阻分壓器予以抵消的固定電壓。這樣，負(fù)載電流對(duì)于輸出電壓調(diào)節(jié)的影響便得到了最大限度的減弱，并可預(yù)期實(shí)現(xiàn)上佳的負(fù)載調(diào)節(jié)。由于PSR反激式轉(zhuǎn)換器對(duì)線路輸入電壓和負(fù)載變動(dòng)均實(shí)施了補(bǔ)償，所以能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)于5%的總調(diào)節(jié)性能。

結(jié)論

為了實(shí)現(xiàn)電流隔離和安全性并改善抗噪聲能力，在隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器中對(duì)次級(jí)側(cè)和初級(jí)側(cè)進(jìn)行了電隔離。功率級(jí)和控制電路都運(yùn)用了這種隔離。輸出電壓的檢測(cè)和調(diào)節(jié)方式?jīng)Q定了輸出電壓調(diào)節(jié)準(zhǔn)確度。未調(diào)節(jié)型隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器擁有最低的成本和最簡(jiǎn)單的電路，但沒(méi)有調(diào)節(jié)功能。已調(diào)節(jié)型隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器可在整個(gè)線路輸入電壓、負(fù)載和溫度范圍內(nèi)提供嚴(yán)格的調(diào)節(jié)，但需要使用一個(gè)光耦合器或數(shù)字隔離器IC。半調(diào)節(jié)型隔離式DC/DC轉(zhuǎn)換器則在輸出電壓調(diào)節(jié)和電路復(fù)雜性之間進(jìn)行了折衷。最合適的解決方案應(yīng)根據(jù)具體的應(yīng)用需求來(lái)選擇。