基于LT3573隔离型反激式的DC-DC开关电源的设计 开关电源, 隔离

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4.1原边最小电感量
　　因为LT3573通过检测开关变压器原边反激脉冲波来调整隔离输出电压。当二次侧绕组传导电流时，LT3573就从SW引脚获得输出电压信息，这时，取样电路需要一个最低限度的时间取样输出电压。为了保证足够的取样时间，原边就需要保持一个最低电感值LPRI.该电感值计算公式如下：
　　式中：toff （ MIN） = 350ns，开关管最小关断时间；
　　IMIN = 250mA，转换器的最低电流限制。
　　4.2变压器匝数比
　　一般来说，选择变压器匝数比，是为了最大限度地获得输出功率，也可使转换器有足够的电流处理能力，但是匝数比不能太大了。对于低输出电压（3.3V或 5V）来说，用原边匝数数倍于副边匝数（N：1）以最大化变压器的电流增益（和输出功率），此时SW引脚的电压等于最大输入电源电压加上输出电压乘以匝数比的和。这个数值必须保持在SW引脚的VSW （MAX）值之下，以防止内部电源开关管崩溃。综合这些条件，对某一特定应用来说，需要设置一个匝数比的上限值N，选择一个匝数比足够低的变压器。
　　
　　其中：VSW （MAX）为开关管最大电压应力。根据电路仿真，得出如表1所示的在不同变压器匝数比情况下，开关电压应力和输出电流能力。
　　
　　表1开关电压应力和输出电流能力与匝数比
　　实际应用电路及仿真分析仿真实验电路如图4所示，采用12V输入电压，开关变压器原副边的绕组匝数比设为3：1，RREF引脚外接对地参考电阻，阻值一般设为6.04k，此电阻值不能偏离6.04k过大，一般百分之几的变化是可以接受的，否则，会引起大的输出电压误差。RFB为外部反馈电阻器的输入引脚，此处阻值设为80.6k.此引脚连接到变压器的原边（Vsw）。这个电阻与RREF电阻的比值，决定了输出电压（加上任何非一体化的变压器匝数比的影响）。在反激期间，通过这个电阻的平均电流大约为200μA.也可以用如下公式来确定RFB与RREF之间的关系：
　　
　　其中：—开关管Q1的Ic/Ie比值，典型值为0.986；VTC—0.55V；
　　VBG—内部带隙基准电压。

　　

　　图4实际应用电路示例

　　Tc引脚内部连接了一个正温度系数电流源到RREF引脚，引脚外部接输出电压温度补偿电阻，产生的电流正比于绝对温度，仿真时阻值设为 28.7k.RILIM最大电流限制调整引脚，用一个10k的电阻就可以让LT3573达到最大工作电流能力。/UVLO为关断/欠压闭锁引脚，连接到 Vin的电阻分压器固定在此引脚上，以便提供LT3573工作的最低输入电压。当电压低于约0.7V时，内部电路几乎没有静态电流。当》0.7V且 1.25V时，内部电路将开启并且有10μA电流将输入SS引脚。
　　电路仿真各个关键电位的波形如图5所示。从波形图上可以验证，边界模式每个周期让二次侧电流归零，这样寄生电阻的电压降不会导致负载稳定性误差。电路可稳定输出5V直流电压，0.5A的直流电流，额定功率达到2.5W.输入电压为12V时，开关管Q1最大电压应力约28V，符合预定设计目标。

　　

　　图5电路仿真关键点波形

　　结束语
　　此种电路设计的亮点在于没有使用光电耦合器件，或变压器，或变压器绕组，而是靠检测开关管集电极电压波形来稳定输出电压，简化了外围电路，既避免了电路额外的功率损耗，同时又增加了电路的可靠性。