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100V ISO-BUCK隔離應(yīng)用方案介紹
時間:2023-06-29
來源: 芯洲科技
在工業(yè)/通信應(yīng)用，如電信48V系統(tǒng)、POE交換器、工業(yè)步進(jìn)伺服系統(tǒng)、BMS、GPS TRACKER等終端應(yīng)用中，通常需要供電系統(tǒng)可以提供5W左右的隔離電源輸出。這組隔離電源，主要為隔離通信接口、隔離驅(qū)動等負(fù)載供電。
如圖1所示，傳統(tǒng)方式多采用小功率隔離電源模塊從系統(tǒng)的5V/12V取電，實現(xiàn)隔離輸出。
圖1 常見的隔離電源架構(gòu)
ISO-BUCK由于其設(shè)計簡潔、成本較低、隔離輸出等特點，在這類應(yīng)用場景中的使用也逐漸增多。ISO-BUCK從同步降壓轉(zhuǎn)換器演變而來，用耦合電感或變壓器取代一級降壓變換器的電感，構(gòu)成類似反激的拓?fù)?，實現(xiàn)原/副邊隔離，從而幫助用戶節(jié)省隔離電源的成本。
圖2 ISO-BUCK隔離電源系統(tǒng)架構(gòu)
ISO-BUCK應(yīng)用簡介
圖3 SCT2A23單路隔離輸出應(yīng)用線路圖
如圖3所示，芯洲科技采用同步降壓轉(zhuǎn)換器來實現(xiàn)ISO-BUCK的應(yīng)用。
線路采用SCT2A23自身的反饋采樣控制，磁耦合實現(xiàn)隔離輸出的電壓調(diào)節(jié)，不需要光耦或額外的變壓器繞組用于反饋控制，設(shè)計簡潔。
主反饋這路電源可滿足原邊側(cè)系統(tǒng)的供電需求，實現(xiàn)高精度電壓輸出。副邊側(cè)可以為系統(tǒng)提供隔離電源，為通信芯片和隔離驅(qū)動芯片進(jìn)行供電。
在不同應(yīng)用中，也可采用不同的變壓器繞組選型，實現(xiàn)單路或多路隔離輸出、正/負(fù)壓輸出，如圖4所示。
圖4 SCT2A23多路隔離輸出應(yīng)用線路圖
ISO-BUCK注意事項
因為ISO-BUCK拓?fù)錄]有隔離光耦反饋環(huán)路，所以在應(yīng)用中需要注意副邊輸出的電壓精度是否可以滿足實際應(yīng)用需求。
如圖5/6所示，單路隔離輸出時，當(dāng)原邊/副邊有100mA以上的負(fù)載時，副邊輸出可以有比較穩(wěn)定的輸出。
圖5 5V->5V輸出，原/副邊不同負(fù)載電流時，副邊輸出電壓精度
而以下兩種情況時：
1）原邊工作電流較大(>0.5A)，而副邊電流較小(<0.1A)時；
2）原邊工作電源較?。?A~0.1A）或輸入電壓變化比較大時。
副邊輸出電壓精度相對較差。在此應(yīng)用中，如果還需要較高精度的副邊電壓輸出，建議可以改變原/副邊變壓器匝比，抬高副邊輸出電壓，并增加二級穩(wěn)壓線路（如LDO或穩(wěn)壓管）來實現(xiàn)高精度的穩(wěn)壓輸出。
圖6 8V->12V輸出，原邊空載，副邊不同負(fù)載電流時，副邊輸出電壓精度
SCT2A23芯片特性
SCT2A23在輕負(fù)載下有三種選擇操作模式，效率高達(dá)90%，具有良好的散熱能力，滿載支持85℃環(huán)境溫度工作。滿足多種工業(yè)/通信應(yīng)用的需求，可選擇：
1） 脈沖頻率調(diào)制（PFM），在輕負(fù)載時實現(xiàn)高效率的靈活性；
2） 超聲模式（USM），使開關(guān)頻率在輕負(fù)載條件下保持在可聽音頻范圍以上；
3） 強制脈寬調(diào)制（FPWM），實現(xiàn)更小的輸出紋波并支持隔離降壓拓?fù)洹?/p>
應(yīng)用場景：
? 隔離式 RS-232 和 RS-485 通信通道、線路驅(qū)動器、隔離式放大器、傳感器以及 CAN 收發(fā)器，在這類通信和數(shù)據(jù)采集等設(shè)備應(yīng)用中，隔離供電可提供較好的抗噪功能；
? 伺服等領(lǐng)域可為IGBT提供隔離柵極驅(qū)動電源；
? 醫(yī)療應(yīng)用中提供隔離確保安全性；
? BMS等帶電池應(yīng)用場景可延長電池待機時間；
? 10W以下小功率隔離供電具有較好的競爭力。
產(chǎn)品描述
• 4.5V-100V 輸入電壓范圍
• 1.2A 連續(xù)輸出電流
• 支持2A峰值電流
• 1.2V ±1% 反饋電壓
• 集成 600m? 上管和 300mΩ 下管功率 MOSFETs• 帶VCC二極管的靜態(tài)電流為15uA
• 無VCC二極管的靜態(tài)電流為150uA
• 可選PFM/USM/FPWM輕載工作模式
• 3.6ms 內(nèi)置軟啟動時間
• 300KHz 固定開關(guān)頻率
• COT控制模式
• FPWM模式支持Iso-buck Topology
• 精密的使能電壓，可編程UVLO閾值和遲滯
• 逐周期電流限制
• 輸出過壓保護(hù)
• 過溫保護(hù)
• ESOP-8 封裝
SCT2A23現(xiàn)已量產(chǎn)，如有需求可以提供樣片測試。申請樣片或訂購可聯(lián)系銷售或郵件至：sales@silicontent.com。
