简化多输出隔离DC-DC转换器设计的栅极驱动变压器 转换器, 变压器, 磁导率, 隔离, 开关

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通常情况下，设计隔离式DC-DC转换器时遇到的最大阻碍便是变压器设计，设计者往往因此望而却步，从而选择其它更简捷的设计任务。利用市售的栅极驱动变压器特性，就可以获得四个单独的隔离直流输出。实际上，对于小功率DC-DC电源转换，栅极驱动变压器是个理想的选择，因为这种变压器已经做了电压和时间大乘积(ET或伏特微秒乘积)以及低漏电感的优化。
一款高磁导率且在高开关频率(FSWX)下有低损耗的磁芯可支持一般的10V~15V初级电压，且在100kHz~500kHz开关频率时有500ns~5μs的典型导通时间。该电压和时间范围正是DC-DC转换器设计所需。同时，已经针对低泄漏电感选择了一种磁芯几何尺寸以及绕组结构，以减少上升和下降时间，同时有低的振铃。最后，所使用的线规足以让DC-DC转换器处理数10mA级的绕组电流，而没有过多的铜线损耗。
Pulse Electronics公司的P0585栅极驱动变压器含有五个绕组，每个绕组圈数都相同(参考文献1)。其中一个绕组使用三层绝缘线(TIW)，另外四个绕组使用标准绕组线。TIW绕组作为初级驱动，可获得一个RMS为3kV的标称主次级击穿电压。四个次级绕组之间的额定击穿电压并未确定，不过这种导线绝缘方式通常会用于离线电源情况，此时，各绕组之间的电压可高达400V。
隔离式电源输出提供了很大的灵活性。使用这种方式可以在不同地电势情况下，更加方便地打断接地环路，为远程电路供电，并且简化了对正负输出电压极性的选择。下图展示了这种变压器的四个次级绕组，它们产生四个独立的等电压输出。但这四个次级绕组可以有多种串/并结合，从而产生大量输出电压/电流的组合。


美信半导体生产的MAX13256H-桥电路变压器驱动器(IC1)最适合用于此类应用。它包含一个独立的变压器隔离DC-DC转换器所需要的全部功能。其内置FET可承受36V电压，并配置为两个独立的推挽式输出，以精确的50%占空比驱动变压器的初级，避免了铁芯饱和。该驱动器还包含可调的、强健的内部限流功能，从而为输出提供短路保护，且在故障排除之后能够完美地恢复。该驱动也包含欠压锁定(UVLO)功能，在输入电压过低时阻止开关活动。