隔離型PFM反激DCDC轉(zhuǎn)換器電路原理圖

另一方法是采用具有脈沖頻率調(diào)制(PFM)控制器的DC-DC轉(zhuǎn)換器1。PFM控制器采用兩個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路，只有當(dāng)負(fù)載從DC-DC轉(zhuǎn)換器的輸出消耗電流時(shí)才工作。PFM基于兩個(gè)開關(guān)時(shí)間(最大導(dǎo)通時(shí)間和最小關(guān)閉時(shí)間)和兩個(gè)控制環(huán)路(穩(wěn)壓環(huán)路和最大峰值電流、關(guān)閉時(shí)間環(huán)路)。

PFM的特點(diǎn)是控制脈沖的頻率可變?？刂破髦械膬蓚€(gè)單穩(wěn)態(tài)電路確定了T_ON (最大導(dǎo)通時(shí)間)和T_OFF (最小關(guān)閉時(shí)間)。T_ON單穩(wěn)態(tài)電路觸發(fā)第二個(gè)單穩(wěn)態(tài)電路T_OFF。只要電壓環(huán)路的比較器檢測(cè)到V_OUT跌落到穩(wěn)壓范圍以下，將觸發(fā)T_ON單穩(wěn)態(tài)電路。導(dǎo)通脈沖的最大值固定，如果峰值電流環(huán)路檢測(cè)到達(dá)到電感電流門限的數(shù)值，則可縮短該脈沖時(shí)間。

PFM控制器的靜態(tài)電流損耗受限于基準(zhǔn)偏置電壓和誤差比較器的電流(幾十μA)。相比之下，PWM控制器的內(nèi)部振蕩器則必須連續(xù)工作，電流損耗達(dá)到幾個(gè)毫安。本文介紹的方案在采用PFM控制器拓?fù)鋾r(shí)，12V電源供電下的電流損耗小于1mA。

現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用系統(tǒng)，例如：澆水系統(tǒng)，往往用于惡劣環(huán)境，所以這些系統(tǒng)的DC-DC轉(zhuǎn)換器要求電氣隔離。變壓器可提供隔離，但須保證在不影響隔離的情況下，將電壓基準(zhǔn)從副邊反饋至原邊。解決這一問題的常見方法是采用輔助繞組或光電耦合器。

電源拓?fù)鋵儆诮祲航Y(jié)構(gòu)。本例中所使用電池組的標(biāo)稱電壓為12V，而系統(tǒng)內(nèi)部電路的工作電壓為3.6V標(biāo)稱電壓。圖2所示為DC-DC開關(guān)電源的示意圖，表2列出了材料清單和相應(yīng)的元件值?？刂骗h(huán)路調(diào)節(jié)電壓時(shí)，光電耦合器需要一個(gè)恒定電流流過變壓器原邊的LED。電流下限由光電耦合器在低端偏置電流的CTR (10mA時(shí)為63%，1mA時(shí)為22%)和響應(yīng)時(shí)間的減小(20mA時(shí)為2μs，5mA時(shí)為6.6μs)決定。


圖2. 隔離型PFM反激DC-DC轉(zhuǎn)換器原理圖