該變換器設計為在300mA負載下從60 VDC到550 VDC的寬輸入電壓范圍提供15 V的非隔離標稱輸出電壓,適用于汽車應用。該電源采用LinkSwitch-TN 2系列的LNK3206 GQ,用于汽車IC。
原理圖顯示了使用LNK3206GO的降壓轉換器。該電路提供了一個非隔離的15 V,300 mA的連續輸出。在本設計中,汽車蓄電池將作為降壓電路的預定輸入源。為了模擬電池的剛性電壓源,在測試過程中在測試設置中加入了大容量電容器,如圖3所示。鏈接交換機™-與傳統離散解決方案相比,用于汽車電源的TN2 系列集成電路可顯著減少組件數量。調節是使用低成本的電阻分壓器反饋網絡來實現的。LinkSwitch-TN2 系列的開關頻率抖動特性和66 kHz的開關操作頻率有助于減少EMI。每個器件都將750V功率MOSFET、振蕩器、開/關控制、用于自偏置、頻率抖動、快速(逐周期)限流、滯后熱關斷的高壓開關電流源、輸出和過壓保護電路集成到單片IC上。 LinkSwitch-TN2集成電路在待機時消耗極少的電流,從而使電源設計滿足<400 VDC輸入時的50 mW空載輸入。
一整套保護功能使電源能夠安全可靠地保護設備和系統免受輸入和輸出過電壓故障、設備過溫故障、失調以及電源輸出過載或短路故障的影響。由于汽車應用,所有選擇的部件都符合AEC標準。
保險絲F1隔離電路并提供元件故障保護。添加旁路電容器C1以向降壓轉換器提供局部瞬時電荷和穩定的DC總線。4.2動力階段該裝置從DRAIN(D)引腳自啟動,局部電源解耦由連接到BYPASS的100nF小電容C2提供。第一次應用輸入時(BP/M)引腳。在正常操作期間,設備通過限流電阻R3從輸出供電。在這里,該設備LNK3206GQ是在一個高側驅動降壓轉換器使用。該電源被設計為在連續導通模式(CCM)中工作,L1電感的峰值電流由LNK3206GO內部電流極限設定。使用的控制方案類似于TinySwitchTM中使用的ON/OFF控制。每個開關周期的通電時間由L1的電感值、LinkSwitch-TN2 自動申流限制和跨C1的高壓直流輸入總線設置。輸出調節是通過響應施加到FEEDBACK(FB)引腳上的開/關反饋信號而跳過開關周期來完成的。這與控制每個開關周期的占空比(占空比周期)的傳統PWM方案有顯著不同。與TinySwitch不同,在LinkSwitch-TN中,FB引腳的邏輯已經倒置。這使得當設備使用巴克轉換器配置時,可以使用非常簡單的反饋方案。進入FB引腳的電流大于49uA將抑制內部MOSFET的切換,而低于49uA的電流允許發生切換循環。
在U1的接通時間內,電流在L1中上升,同時被傳送到負載。在OFF時間內,電感電流通過自由輪二極管D1和D2向下傾斜進入C4并被輸送到負載。由于CCM和高環境溫度工作,二極管D1和D2應選用超快二極管(推薦tRr為35 ns或更高)。具有低trr二極管的高壓并不常見。為了滿足80%的二極管電壓降額要求,設計了兩個續流二極管串聯。電容器C4應選擇為具有足夠的紋波電流額定值(非常低的ESR類型)。請參閱電子表格輸出電容部分。L1兩端的電壓在U1的關斷時間被D3和C3整流和平滑。為了提供反饋信號,C3兩端的電壓被R1和R2分開,并連接到U1的FB引腳。選擇R1和R2的值使得在額定輸出電壓下,FB引腳上的電壓為2V.R1和R2可進行優化,以實現更好的輸出電壓調節和效率。此電壓為U1指定的FB引腳電流49年A.所有這些簡單的反饋,以滿足要求的總體輸出公差士5%額定輸出電流。