不用光耦反馈的反变换器控制LT3825Word格式.docx
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若有用此功能，即将UVLO接到Vcc。
SENSE-（11PIN）SENSE+（12PIN）这两个端子，用于测量初级开关电流，通过在MOS开关源极的检测电阻，峰值初级电流要取样加入到变换器控制环，令凯尔文连接到此电阻以减小噪声，SENSE-接到信号地，在最大电流时阈值为98mV。
信号消隐将发生在最小导通时间时。
COMP（13PIN）外接一支滤波电容用于选择负载补偿功能，负载补偿减小对反馈检测通道中寄生电阻的影响。
用一支0.1μf的瓷介电容足够用于此目地，将此端短路到GND也用于不需补偿的情况。
RCMP（14PIN）选择用于负载补偿的电阻，若不用补偿时可以将其开路。
PGDLY（15PIN）外部接一支可调电阻设置从同步整流驱动的关断到初级栅驱动开启之间的延迟时间。
PG（16PIN）初级侧MOSFET的栅驱动输出，该端有大的动态电流流过的能力。
GND（17PIN）此端为外壳底部接地端，既接信号地，也接栅驱动的地，然后连接到PCB板的地端，必须小心地处理地线的Layout。
LT3825的内部等效电路如图1所示。
图1LT3825/LT3837内部等效电路
工作描述
LT3825/37是一个电流型开关电源控制器IC。
设计专用于隔离式反激变换器拓朴，其在二次侧加入同步整流的时序控制。
LT3825/37的工作很象传统的电流型控制器。
其主要不同在于输出电压的反馈系通过变压器检测输出电压达到目标，这就排除了对隔离处放置光耦的需要，因而极大地改善了瞬态响应，提高了可靠性。
LT3825/37使用的反馈放大器，从变压器绕组在折返期间作电压取样，并用此电压控制输出电压稳压。
其内部方框电路很象许多电流型控制器，区别仅在反馈放大器及负载补偿电路，逻辑方框也包含对动态所需的控制。
反馈放大器—伪直流原理
下面的描述参考简化的反激拓朴反馈放大器原理图，当初级侧MOSFET开关MP关断时，它的漏极电压上升到VIN以上，在初级MOSFET关断二次侧同步整流MOSFET导通时出现折返电压，在折返期间非驱动变压器端上的电压由二次侧电压决定，此折返脉冲的幅度在第三绕组中如下式所述。
RDSON为MOSFET导通电阻。
ISEC变压器二次绕组电流。
ESR二次侧电容，绕组及环路的等效串联电阻。
NSF变压器反馈用绕组的匝比，即NS/NFLBK。
折返电压的大小由外电阻分压器R1/R2送到FB端，反馈放大器比较此电压与内部基准电压，此反馈放大实际是个跨导放大器，其输出仅在折返时间内接到Vc端处。
Vc端的外部电容将集成此净反馈放大器的电流，给出控制电压来设置电流型的触发点。
在FB端的调节电压接近等于能隙基准电压VFB，因为整个环路增益很高，VFLBK与VFB之间的关系可表示为：
将此式与先前VFLBK表示式合并，即给出电压与此内部基准和电阻分压器加上二次侧电阻之间的关系。
二次侧输出阻抗非零的影响要进一步细致地讨论，见负载补偿理论。
实际所希望表述的Vout可以在应用注意中找到。
反馈放大器动态理论
远一些，此伪直流折返电压的处理即是反馈放大器的工作，但是折返信号是一个脉冲，没有直流电平，仅在折返脉冲存在时，折返放大器才能工作。
这个工作采用图中的使能线来完成。
然后时序信号需要加上使能和禁止折返放大器。
这里有几个时序信号，它需要适应LT3825/37的工作，参见时序图。
最小开关时间ton（min）
LT3825/37影响输出电压调整率系通过折返脉冲的作用。
如果输出开关不能导通，就没有折返脉冲及输出电压的信息，也就不能正常工作。
这会导致不规律的环路响应及起动/锁住问题。
解决方案即是需要初级开关在每个振荡周期中有一个绝对小的导通时间。
如果输出负载小于在此条件下的开发数，就会强制其连续工作。
使能延迟
折返脉冲出现在初级侧开关关断时。
当然，如果要一个有限的时间直到变压器初级电压波形能代表输出电压，这只是一个局部。
由于初级侧MOSFET漏极的上升时间，但更重要的是由于变压器的漏感，延迟在初级侧导致了这个电压尖刺，不会直接与输出电压相关。
一些时候还需要内部设置一个放大器反馈电路，为了免除这些现象，将一个延迟加到开关关断命令和反馈放大器使能之间这样的一个使能延迟。
在一些情况下，此漏感尖刺没有足够地被使能延迟期间设置，高速率即会出现误差。
崩溃检测
一旦反馈放大器使能，一些装置随后就需要禁止，这一点用一个崩溃检测比较器来完成。
它比较折返电压和固定基准，通常为VFB的80%。
当折返电压波形降到此电平以下时，反馈放大器即被禁止。
最小使能时间
反馈放大器一旦使能，一个固定的最小时间周期项“最小使能时间”就停在使能，这防止了锁住。
特别在输出电压异常低的时候，也即起动期间，最小的使能时间周期要确保Vc结点能泵送并增加电流模式的触发点到某一水平，此时崩溃检测系统才能正常工作，这个时间在内部设置。
可变使能期间的效果
反馈放大器仅在周期时段的一部分使能，这可以从改变固定的最小使能时间来描述一个最大的粗糙的关断开关时间减去使能延迟时间，反馈放大器固有的参数会直接影响可变的使能间隔。
这包括影响跨导放大器，及Vc结点的速率变化。
负载补偿原理
LT3825/37采用折返脉冲来获得二次侧隔离的输出电压的信息，一个误差源会由变压器二次流过同步整流MOSFET的RSDon及不为0的二次侧电容的ESR导致，这就是先前表示的式子。
ISEC*（ESR+RDSon）,当然，它通常对变换这个表达式，作为有效的输出阻抗更合适。
因为二次侧电流仅在占空比的关断口处流过，有效的输出阻抗等于二次侧在占空比关断时分配的阻抗的总和。
由于关断时间等于1-DC，于是：
此处，RSOUT为有效的电源输出阻抗。
DC为占空比。
RDSon为先前定义的（加上ESR）。
这个阻抗的误差可以在少数临界应用时认为可以接受，或者如果输出负载电流仍旧相对恒定也可以接受。
在这种情况下，外部的电阻分压器可以调整以补偿正常所要求的误差。
在更多所要的应用中，输出阻抗误差可以采用负载补偿的方法去减小。
图2示出负载补偿功能的方框电路，开关电流转换成电压（由个检测电阻），平均的低通滤波器由内部50K电阻RCMPF和外部电容CCMP组成。
这个电压是通过外电阻RCMP加上的，用运放A1和晶体管Q3产生一个电流于Q3的C极上，即从FB结点上减去的。
这种有效地增加电压需在R1/R2反馈分压器的顶端去实现等效。
平均的初级侧开关电流增加以保持输出电压调整率，随负载增加，平均电流的增加也增加了RCMP电阻的电流，它影响相应的检测输出电压的增加，用于补偿IR的降低。
图2负载补偿电路
假设相对固定的电源效率下，Eff功率平衡点为：
平均的初级侧电流表示在如下的输出电流项目中。
此处
所以输出电压Vout变化的最终目标是：
于是：
此处：
K1为相对于VIN的变化区间，Vout及效率变化如上表示。
RSENSE外检测电阻。
正常输出阻抗对消可用这个RS（OUT）的表达式等效。
解此方程，有
这个公式去决定RCMP合适的数值是为实际所希望的。
应用信息
变压器设计
变压器设计规范是LT3825/37成功使用的最关键部分，下面提供有关设计变压器和潜在的折衷办法。
如果你需要帮助，LTC公司的工程师可协助。
匝数比
设计变压器从决定占空比开始，占空比影响着功率开关的电流和电压应力，输入及输出电容的RMS电流及变压器的利用率，理想匝比为：
防止极端的占空比，这通常会增加电流应力，可调的目标系在正常输入电压时选择50%。
例如，如果我们设计48V到5V，若为50%占空比，则：
通常，更好的性能是略低一些的占空比，若为45.5%，匝比则为1︰8。
注意，外部反馈电阻分压器比例设置的输出电压提供给用户附加的自由度去选择合适的变压器匝比，于是可简化比例为更小的目标即1︰1，2︰1，3︰2，以便帮助决定变压器的结构并改善性能。
当建起的电源要有多个输出时，即要求多绕组的变压器，此时，低的占空比可以改善交叉调整率，且保持同步整流时间再长一些，也保持二次侧绕组互相耦合的时间再长一些。
对于多输出的变压器，匝比对各个绕组更临界。
会影响每一路输出电压的精度，双输出电压的比例由公式VOUT1=VOUT2*N21来设置。
此处N21为两者匝比。
还要保持二次侧MOSFET的RSDon的比例，以改善交叉调整率。
反馈线圈通常提供两个功能，一个为反馈电压，另一个要给LT3825/37供电，所以设置此匝比时要提供整流的电压，在最坏情况也要确保大于11V的Vcc关断电压。
对于我们的例子
选1/3。
漏感
变压器的漏感会导致初级开关关断后的漏极尖刺电压，在较高的负载电流时会有增大凸起，会消耗更多的能量，更高的折射电压可能会击穿MOSFET。
一个解决方案即是减小此尖刺，用吸收回路将电压尖刺切掉。
当然，管理此电压会扩展折返的脉冲宽度，如果折返脉冲扩展到使能延迟时间以外，输出电压调整率会受影响。
反馈系统有一个考虑限制输入范围，粗略计为±
50mV对应FB端。
这可抑制更高的电压泻漏尖峰，因为一旦漏的尖刺为几伏特的幅度，一个进一步的增吕的幅度仅在FB反馈系统有很小的影响。
因此，安排吸收回路去箝制高压尖刺是可能的，监视MOSFET的击穿，漏感尖刺期间令其尽量短暂。
作为一个粗略的考虑，漏感为主电感的几个百分点，或许少于吸收回路的需要，但展示出一些不能稳压调节的错误。
此系由于漏感尖刺从几个百分点的漏感直到10%，这会导致稳定误差。
防止加倍的漏感的百分比，可在大负载电流时防止突然损耗，这个难以理解的条件会潜在地出现于漏感尖刺变成如此之大的折返波形处理电路，可以极简单地进行思考，是否此漏感尖刺即是折返信号。
然后，它返回到一个可能的稳定状态，因此漏感尖刺的顶部是一个控制点，且其后沿去触发崩溃检测电路，这会典型地减小输出电压突然变到原来的几分之一，最坏会到正确值的1/3～2/3。
一旦负载电流减到足够小，系统又迅速折回到正常工作。
当用变压器采用合适的漏感时，对这种潜在的两种稳态运行要考虑到最坏情况。
1.在最大的所要的负载电流时要能工作在标准状态。
2.能承受暂时短路。
3.注视着正常工作的复原。
如果输出电压被发现悬在非正常低值，系统即有问题。
此即通常显而易见的与所见初级MOSFET漏极电压监视同时见到的第一手得来的漏感尖刺。
最后一个结点，系统的磁化率，即此前的双稳有点象是负载电流/电压特性的函数，负载电流随电阻变，I=V/R，先前是两都稳定。
负载能力展示为I=V2/R，比先前更不敏感。
二次侧漏感
在二次侧的漏感形成一个电感性的分压器，减小了折反脉冲返回的大小量，这增加了输出电压稳定的几个百分点。
注意，除非漏感尖刺行为，这个征兆取决于负载，因为二次侧漏感制造后有恒定的百分比，解决方法只有调节反馈电阻分压器的比例作补偿。
绕组内阻的影响
初级或次级绕级的内阻作用会减少整个效率（Pout/Pin）。
二次侧电阻的增加影响输出阻抗，降低负载调整率，负载补偿可以给它一些弥补，但好的设计要保证此电阻值尽量低。
双线绕组
双线绕组或类似方法是减小麻烦漏感的一个好方法。
双线线圈还改善了耦合系数，也改善了多输出的交叉调整率。
当然，轻的耦合通常增加初级到次级的电容，也限制了初次级的击穿电压，所以也不总是实用的。
初级电感
变压器初级电感Lp，选择时基于峰峰值电流比。
即在变压器中相对的最大值的电流，一般规律下，保持在X20%～40%纹波电流。
更高值的纹波电流将增大导通损耗，较低的值将要求较大的磁芯尺寸。
纹波电流及纹波百分比在最小占空比及最高输入电压时最大Lp可由下式计算：
此处，fosc—振荡频率。
DCMIN—最高输入电压时的占空比。
XMAX—纹波电流比，在最高输入电压之下。
对于48V（36V～72V）到5V/8A，90%效率，Po=40W，PIN=44.44W。
选X=0.4及fosc=200KHz。
最佳化可以参见：
更有效的方案是获得更高峰值电流但电感要低，绕组串联电阻要小，一个简单的扩展表对此工作即很有用。
变压器磁芯的选择
已知Lp后，则变压器磁芯的选择即开始，高效变换器使用铁氧体磁芯，可减小磁芯，实际的磁芯损耗取决于磁芯尺寸，（在固定了Lp以后）但感量增加会减小损耗，因为增加电感可以根据匝数来完成。
铜耗增加了，变压器的设计即要平衡磁芯损耗及铜损耗，记住：
增加线圈电阻将减小交叉调整率及增加所需的负载补偿总量。
主要设计目标是选磁芯，减小铜损，防止饱含，铁氧体磁芯材料在饱合时会迅速降低感量，峰值电流会迅速增大。
这会导致电感纹波电流的突然增加，随后输出电压纹波激增。
所以绝不能允许磁芯饱合，最大初级峰值电流在最小VIN时出现：
现在
结果为0.202。
用实例的数据，得到
多输出电压
反激变换器的一个优点即是提供多个附加的输出电压，方法简单易行。
设计变压器对应多输出，实现所有二次线圈的折返信号的组合。
这样负载调整率，会受到每路负载的影响，注意减小交叉调整率的影响。
设置反馈电阻分压器
对Vout的表达式，从反馈电阻到其工作位置重新安排之后可表示如下：
继续此例，如果ESR+RDSON=8mΩ，R2=3.32K，则：
如果推荐电阻分压器的塞文阻抗（R1//R2）为3K，则偏置电流可用其它理由省掉。
电流检测电阻的考虑
外部电流检测电阻用来控制峰值的初级开关电流，它控制着变换器的几个关键参数，包括最大功率，及外部元件大小。
选用一无感电流检测电阻，将此电阻直接装在未打破的地线布局。
用一宽的短的轨线保持其阻值及无感。
两个检测端子允许完整的凯尔文式连接，要确保SENSE+及SENSE-隔开，并紧紧地接在检测电阻处并保护好。
峰值电流达到98mV的检测电压VSENSE，正常的检测电阻应是VSENSE/Ipk。
例如，一个峰值开关电流为10A，需要的检测电阻为0.01Ω。
注意，瞬时的峰值功率在检测电阻上相应达到1W。
并联电阻的采用可以帮助实现低的阻值，低的寄生电感及增加功耗能力。
RSENSE用最坏情况考虑，最小Lp，VSENSE及最大VIN在连续实例，让我们假设在最坏情况条件下，仍旧为Ipk正常值以上的40%，Ipk=3.64A。
如果有10%误差，及最小VSENSE=80mv，寻么RSEVSE*110%=80mv/3.64A，所以正常的RSENSE=20mΩ，接近可能的最低值。
选择负载补偿电阻
表示RCMP为工作部分所需。
继续此实例：
如果ESR+RDSON=8mΩ,
对RCMP的这个值，为最好的起始点，但经验的方法也需要，它能产生最好的结果。
这有几个需要，即输入的变化很难精确估计。
例如，ESR项包括变压器的二次侧，它的影响ESR值还取决高的频率状态。
不要简化DC绕组电阻，K1在一个简单比VIN/Vout项时出现，但理论估算的效率不象实际效率。
建议的方法如下：
1.建起一个所希望的电源包括实际的二次元件的原型。
2.临时地端CCMP端以禁止负载补偿功能在输出电流涌动时跨过整个范围测量输出电压，近似电压变化为线路ΔVout/ΔIout=Rs（out）。
3.对K1常数，基于VIN，Vout及η来计算它的值。
4.计算
5.改变此结果，接一电阻从RCMP到GND。
6.断开地到CCMP。
在此处接0.1μF电容到GND。
测量输出阻抗Rs（OUT）=ΔVout/ΔIout，用一新的补偿位置，Rs（OUT）将有效地被减小，最后根据经验用换RCMP的方法完成。
估算RCMP为：
此处，RCMP是负载补偿电阻的新值，Rs（OUT）CMP是放入RCMP的输出阻抗，而Rs（OUT）是没有负载补偿的输出阻抗。
设置频率
LT3825/37的开关频率用一支外部电容接到OSC与GND来设置的。
推荐值在200pf到33pf之间，得到50KHz到250KHz的开关频率。
图4示出外接电容与开关频率之间的关系，放一支电容要紧靠IC，减小接线长度，减小寄生电容及潜在干扰。
图4频率设置电容与COSC关系曲线
也可以用外同步将振荡器工作频率拉到外频率，用SYNC端即可，设置LT3825/37频率比外频率低10%，外脉冲大于2V，足够宽的外同步脉冲来同步，外脉冲上升沿从振荡器电容放电处起始，强制初级MOSFET关断，如果振荡器频率与外同步频率差较大，可能会出现问题。
这要用斜波补偿来增加其稳定性。
保持同步脉冲宽度大于50ns。
设置定时电阻
这里有三个内部的“单次发射”时间，它们由一外接电阻设置最小导通时间，使能延迟时间以及初级MOSFET开启延迟时间，所有这些都是隔离的反激控制技朮，在前面已介绍。
下面的信息为三个部分的选择。
最小导通时间ton（min）
最小导通时间是调节在电流限制于初级侧开关开启之后消隐的时间，这是用消除开关前沿尖刺的不良触发来改善调整率性能的办法。
这个尖刺是由于栅源充电放电引起的。
隔离式反激检测需要一个脉冲去检测输出，最小导通时间可确保总有一个信号去闭锁环路。
LT3825/37没有使用周期跨越技朮于轻载状态，因此，最小导通时间总与同步整流设置开关一起并强制其连续工作。
ton（min）电阻用下式求出：
保持Rton（min）大于70KΩ,好的起始值建议为160KΩ。
使能延迟时间
使能延迟时间提供一个可调的延迟在初级栅驱驱动的关断和反馈放大器的使能顺序之间，正如先前讨论的，这个延迟允许反馈放大器不受漏感电压尖刺电压在初级侧的影响。
最坏情况的漏感尖刺脉冲宽度在最大负载条件时，所以设置使能延迟时间也按此条件。
对此部分典型应用时采用强制连续工作的方法。
可以设想，二次侧控制器可能会在轻载时成为断续型工作。
在此条件下，储存变压器中的能量非常小，反激变换的波形变成“Lazy”，在它指出二次输出电压之前，已过去一些时间，使能延迟时间将作出足够长的时间，而不管反激变换波形在轻载时不适当的部分。
甚至通过LT3825/37有一个栅驱动，栅的传输时间在大的MOSFET时传输很慢，增加的延迟时间要求用下面这样的MOSFET。
使能延迟电阻由下式决定：
保持RENDLY大于40KΩ，一个好的选择是56KΩ。
初级栅驱动延迟时间
初级栅驱动延迟是从同步整流MOS关断到初级功率MOSFET导通的调整时间，正确地设置消除初级边开关和次级同步整流开关之间的重迭亦即消除随之的变压器中的电流尖刺。
这个尖刺会导致附加的补偿应力，加大损耗，减小效率。
初级栅驱动延迟电阻用下式求出。
好的起始值为27KΩ。
软起动功能
LT3825/37包含了一个可选的软起动功能，它采用连接一个外部电容在SFST端到GND，内部电路防止Vc端的控制电压超出SFST端的电压。
这里有一个起始的上拉电路可迅速将SFST端电压拉到0.8V，从这里用20μA电流源充电到大约2.8V。
在故障出现以后SFST结点放电到0.8V，一个故障是Vcc电压太低（欠压锁定），电流检测电压大于200mV，或IC过热保护关断时。
当SFWT放电时，Vc结点电压也被拉低到最小电流电压。
一旦放电及故障移去，SFST重新再次充电。
在此管理中，开关电流减小，变换器中的应力在故障条件下减小。
给软起动电容充电的时间为：
欠压端子功能
UVLO端子提供给用户可调的欠压锁定，这是典型用于提供对应VIN欠压锁定功能。
在UVLO端子低于1.24V阈值时，栅驱动被禁止。
一个外部电阻分压器接于输入电源与地之间，用于设置起动电压。
此端偏置电流取决于该端电压及UVLO状态，提供给用户的变化系其有一个小电流源以改变此端阈值，增加此端电压。
由于此端电压降到阈值以下，电流源即停止，UVLO上进一步的压降也即停止。
在此管理模式下产生了此阈值。
参照图3，在VIN端的电压阈值等于此偏置电流乘以RA。
设计过程中所要的VIN参考阈值VUVHYS，于是有：
RA=VUVHYS/IUVLO
此处，IUVLO=IUVLOL-IUVLOH，大约为3.4μA。
于是RB用所希望的开启电压求出：
如果我们想要一个VIN参考触发点为36V，用1.8V阈值。
用好的Layout，板上噪声会导致UVLO的问题，可采用将分压器滤波的办法，但要保持大电容关断，否则它会动作非常慢，图3C示出一个替代的方法，即在电阻RA处将电容插入。
变换器起动
对于LT3825
升级会员 