回扫拓朴结构是设计多输出分离开关电源及 48 伏输入电信应用方案最常用的拓朴结构。下文介绍如何利用高效率的 LM3488 低边 N 通道电流模式控制器设计成本低廉的断续式回扫开关稳压器。
回扫转换器基本上是一种降压/升压转换器
单式电感器可以分为两个并行连接的电感器,其线圈匝数为 1:1。分开之后,电感器的基本功能不会改变,而同一核心的两个并行线圈相等于一个线圈。如果两个线圈之间的连接中断,晶体管导电时电流便流经 L1 线圈,但当二极管导电时电流便流经另一线圈 L2。
变压器初级线圈上的点与次级线圈上的点刚好处于相反位置,从这个特征我们可以立即肯定所采用的是回扫拓朴结构。拓朴结构的最大问题是电感器兼变压器的设计,因为这个电感器兼变压器既负责储存能量,也负责执行变压器的功能。它与理论上的典型变压器不同,电流不会同时流入两个线圈。
产生磁化作用的初级线圈与原本的降压/升压转换器的电感器都以同一方式产生电感。当晶体管导电时,来自直流电电源的电力会储存在 L1。当二极管导电时,电力便会传送到输出电容器及负载。
断续模式与连续模式的优劣比较
回扫转换器有两种不同的操作模式,即断续模式及连续模式。这两个模式都有相同的电路图。显示变压器初级线圈及次级线圈的电流波形。
若输出电流提高至超过某一水平时,根据原本设计需采用断续模式的电路会改用连续模式。
以断续模式操作时,启动期间储存在初级线圈的所有电能会在下一周期开始前全部传送到次级线圈及负载。次级线圈的电流降至"0"而另一周期还未开始时的短短一瞬间也会出现一段空档时间。以连续模式操作时,每当另一周期开始时都会有部分电力保留在次级线圈内。
回扫转换器可以采用任何一种模式操作,但每一模式各有不同的功能特色。断续模式的峰值电流较高,因此可以在开关关闭后输出较高的尖峰电压,但其负载瞬态响应则较快,初级电感也较低,因此变压器的外型可以较小。由于输入反向电压之前的正向电流为"0",因此二极管的反向恢复时间并非那么重要。此外,晶体管启动时其集电极电流为"0",有助减低断续模式的电磁干扰噪音。至于连续模式,虽然其峰值电流较低,令输出的尖峰电压也较低,但低功率应用方案也很少采用这种连续模式,因为转换器转换函数的右半平面为"0",使带宽不得不大幅压缩,以稳定反馈环路。 |