无需光耦合器的反激式 DC/DC 控制器可惠及视频安保

首先，LT3748 免除了增设光耦合器、副端基准电压和电源变压器附加第三绕组的需要，同时保持了主端与副端之间的隔离 (只有一部分必须横跨隔离势垒)。LT3748 运用了一种主端检测方案，该方案能通过反激式变压器主端开关节点波形来检测输出电压。在开关断开期间，输出二极管负责向输出端提供电流，而输出电压被反射至反激式变压器的主端。开关节点电压的数值是输入电压与反射输出电压之和 (LT3748 能够重构)。这种输出电压反馈技术在整个线路电压输入范围、温度范围以及负载范围内实现了优于 ±5% 的总调节准确度。图 1 示出了一款采用 LT3748 的反激式转换器原理图。

图 1：采用主端输出电压检测的 LT3748 反激式转换器

LT3748 可接受一个 5V 至 100V 的输入电压，处于该范围内的输入电压可以直接施加至 IC。由于具有高电压板上 LDO 并采用 MSOP-16 封装 (去掉了 4 个引脚以实现额外的高压引脚间隔)，因此该器件能在高输入电压条件下可靠运作。另外，这款器件的板上栅极驱动器可为一个外部 N 沟道功率 MOSFET 供电，使得它能够提供高达 50W 左右的功率 (其最大输出功率取决于外部组件选择、输入电压范围和输出电压)。

此外，LT3748 所运用的边界模式操作进一步简化了系统设计，并缩减了总体转换器的外形尺寸和占板面积。LT3748 反激式转换器在副端电流减小至零之后立即接通其内部开关，并在开关电流达到预定电流限值时关断。于是，它始终工作在连续导通模式 (CCM) 和不连续导通模式 (DCM) 的转换之时，这通常被称为边界模式或临界导通模式。

主端输出电压检测

隔离型转换器的输出电压检测通常需要一个光耦合器、副端基准电压和光学驱动器。光耦合器用于通过光链路来传送输出电压反馈信号，同时保持隔离势垒。然而，光耦合器传输比会随着温度和老化而有所改变，从而使其准确度下降。

LT3748 通过检测变压器主端上的输出电压免除了增设一个光耦合器、基准电压和光学驱动器的需要。如图 2 所示，输出电压可在功率晶体管关断期间的主端开关节点波形上准确地测量，其中的 N 为变压器的匝数比，V_IN 为输入电压，而 V_C 为最大箝位电压。LT3748 通过选择 R_FB 和 R_REF 以及变压器的匝数比来设定输出电压。

图 2：典型的开关节点波形

由于始终在二极管电流零交叉点上进行反射输出电压的采样，因此负载调节性能在边界模式操作中得到了大幅度的改善。LT3748 通常可提供 ±3% 的负载调节。

变压器的选择和设计考虑因素

就 LT3748 的成功应用而言，变压器的规格和设计可能是最为关键的部分了。除了处理高频隔离型电源变压器设计的常见注意事项 (实现低漏电感和紧密耦合) 之外，还必须严格控制变压器的匝数比。由于变压器副端上的电压是由主端上的采样电压推知的，因此必须严格控制匝数比以确保获得一致的输出电压。各变压器之间 ±5% 的匝数比容差有可能在输出电压中产生超过 ±5% 的变化。幸运的是，大多数磁性元件制造商都能够保证 ±1% 或更好的匝数比容差指标。

凌力尔特公司与主要的磁性元件制造商进行了合作，以生产供 LT3748 使用的预设计型反激式变压器。表 1 是一张缩略表，罗列了一些推荐使用的市售变压器，制造商为 Wurth Electronics 和 Pulse Engineering 公司。完整列表请见 LT3748 的产品手册。这些变压器一般能够承受 1,500V AC 的主端至副端击穿电压 (持续时间为一分钟)。也可以使用击穿电压更高的变压器和定制变压器。

表 1：可供 LT3748 使用的市售变压器

LT3748 可以采用 LTspice 软件 (免费下载) 与表 1 中所列的任意变压器来建模。仿真电路包含的信息有：电路启动的方式、其对于负载阶跃的反应、以及电路内部不同点上的电压波形。借助该软件，可以很容易地完成设计变更并了解相关的变更对其电路性能的影响。

图 3 示出了一款采用 LT3748 的演示电路板。该电路可接受一个范围从 22V 至 75V 的输入电压，并在高达 2.5A 的电流条件下产生一个隔离型 12V 输出。

图 3：LT3748 30W 应用电路 (尺寸：38mm x 19mm x 9.5mm)

结论
尽管隔离型反激式转换器的设计并不简单；但是除了采用模块或复杂的分立式实现方案之外，如今我们有了一种替代方案。基于 LT3748 的电路无需光耦合器、副端基准电压和光学驱动器，因而简化了隔离型反激式转换器的设计。该器件保持了主端至副端隔离 (只有一部分横跨隔离势垒)。容易购置的市售变压器避免了采用定制变压器的需要。LT3748 具有一个 5V 至 100V 的工作输入电压范围，并能够提供高达 50W 左右的连续输出功率，从而使其成为众多安保 IP 摄像机应用的合适之选。