這款最新的隔離式誤差放大器的優(yōu)勢包括:基準(zhǔn)電壓源和運(yùn)算放大器設(shè)計(jì)為溫度范圍內(nèi)具有最小的失調(diào)和增益誤差漂移。1.225 V基準(zhǔn)電壓源電路在溫度范圍內(nèi)的精度調(diào)整為1%,比分流調(diào)節(jié)器更精確,且漂移量更低。如圖4所示,隔離式誤差放大器的典型輸出特性在-40℃至+125℃ 范圍內(nèi)的變化量僅為0.2%,實(shí)現(xiàn)了高度精確的DC-DC輸出。為了保持穩(wěn)定的輸出特性,運(yùn)算放大器的COMP輸出經(jīng)脈沖編碼,可越過隔離柵發(fā)送數(shù)字脈沖,然后由數(shù)字隔離變壓器模塊解碼回模擬信號,完全解決了使用光耦合器進(jìn)行隔離時(shí)CTR值發(fā)生改變的問題。
若應(yīng)用要求采用反激式電路以提供超乎尋常的快速瞬態(tài)響應(yīng),則可以利用推挽式拓?fù)渑浜细綦x式誤差放大器實(shí)現(xiàn)。推挽式電路如圖5所示。圖中,兩個MOSFET交替開關(guān),對變壓器的兩個初級繞組充電,然后兩個帶二極管的次級繞組導(dǎo)通,并對輸出濾波器電感和電容充電。推挽拓?fù)浣?jīng)補(bǔ)償后極為穩(wěn)定,并具有快得多的開關(guān)頻率和更快的環(huán)路響應(yīng)。與反激式電路相同的隔離式DC-DC設(shè)計(jì)示例(5V輸入到5V輸出,1.0 A輸出電流)現(xiàn)用于采用ADuM3190隔離式誤差放大器的推挽式電路中。相比較慢的200 kHz典型反激式設(shè)計(jì),推挽式設(shè)計(jì)具
有1.0 MHz開關(guān)頻率;因此,與一款光耦合器相比,帶寬更高的ADuM3190顯然是更佳選擇。輸出濾波器電容從200 μF(典型反激式)下降至僅27 μF(推挽式),并增加了一個小型47 μH電感。圖6中的波形顯示100 mA至900 mA負(fù)載階躍條件下,集成隔離式誤差放大器的推挽式電路響應(yīng)時(shí)間僅為100 μs,相比典型反激式拓?fù)涞?00 μs,速度提升了4倍。推挽式電路輸出電壓的改變幅度僅為200 mV,相比反激式電路的400 mV,其改變幅度減少了一半。使用速度更快的推挽式拓?fù)浜蛶捀叩母綦x式誤差放大器,可獲得更快的瞬態(tài)響應(yīng)高性能以及更小的輸出濾波器尺寸。
圖5. 集成數(shù)字隔離器誤差放大器的推挽式轉(zhuǎn)換器框圖
圖6. 集成數(shù)字隔離器誤差放大器的推挽式轉(zhuǎn)換器(100 mA至900 mA負(fù)載階躍)
使用400 kHz高帶寬隔離式誤差放大器便有可能實(shí)現(xiàn)這些改進(jìn),提供更快的環(huán)路響應(yīng)。次級端誤差放大器具有10 MHz的高增益帶寬積,比分流調(diào)節(jié)器速度快大約5倍,可在隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器中實(shí)現(xiàn)更高的開關(guān)頻率(高達(dá)1 MHz)。與在整個壽命周期和溫度范圍內(nèi)具有不確定電流傳輸比的光耦合器解決方案不同,隔離式誤差放大器的傳遞函數(shù)不隨壽命周期而改變,在-40℃ 至+125℃的寬溫度范圍內(nèi)保持穩(wěn)定。有了這些性能上的改進(jìn),對于希望改善瞬態(tài)響應(yīng)和工作溫度范圍的隔離式DC-DC轉(zhuǎn)換器電源設(shè)計(jì)師而言,隔離式誤差放大器將成為首選解決方案。
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