許多電信、服務器和其他應用都需要具有多個輸出電壓的隔離電源，但保持對所有輸出電壓的嚴格調節可能是電源設計人員頭疼的問題。傳統上，每個輔助輸出都使用線性穩壓器，但線性穩壓器的效率可能非常低，因此將其使用限制在低輸出電流應用中。線性穩壓器的一種替代方法是使用降壓轉換器作為后置穩壓器。這種方法可以產生更好的效率，但如果后置穩壓器級聯主輸出，電源需要更大的輸出電感和電容;或者，如果使用多個次級繞組，則需要在后置穩壓器之前增加一個整流器、電感器和電容器。額外的功率轉換級和元件增加了傳導損耗。另一種選擇是使用磁性放大器后置穩壓器。磁性放大器后置穩壓器的效率可能很高，特別是對于低電流或中電流應用，但在高電流應用中通常較低。此外，其復雜的組裝和輕負載下的調節不良使其不是一個完美的解決方案。更好的替代方案是采用新型 LT3710 的后置穩壓器設計。

LT3710 控制器為多輸出隔離式電源應用帶來了簡單性、高效率和精準的調節。LT?3710 是一款特殊的同步降壓型開關穩壓控制器，具有雙通道 N 溝道 MOSFET 驅動器。它用作高效次級側同步后置穩壓控制器，直接從整流變壓器次級繞組電壓產生嚴格穩壓的輔助輸出。該方案使主輸出級的電感和輸出電容尺寸最小化。LT?3710 是一款恒定頻率電壓模式控制器，具有可編程電流限制保護和高達 500KHz 的開關頻率。通過前沿調制，它與使用電流模式控制或電壓模式控制的主輸出控制環路配合良好。

LT3710 后置穩壓器操作

LT3710 的基本功能模塊包括一個用于反饋調節的電壓放大器、一個同步于次級側開關脈沖的斜坡發生器、一個具有前沿調制功能的 PWM 比較器、一個限流放大器和高速 MOSFET 驅動器。

圖1示出了簡化的LT3710應用電路和關鍵波形。主輸出功率級是正激轉換器。LT3710 調節輔助輸出 V輸出2.LT3710 電路看起來像一個同步降壓型轉換器，不同之處在于輸入是從電源變壓器次級繞組整流的脈沖電壓。

圖1.簡化的應用原理圖和關鍵波形

在正常工作時，開關周期從 t 開始0、整流變壓器二次電壓V的下降沿1.觸發內部斜坡以啟動新的 PWM 開關周期，關閉頂部 MOSFET Q1（控制開關）并打開底部 MOSFET Q2（同步開關）。從 t0到 T1、主變頻器（QP），LT3710 電路 （Q1） 處于“關斷”狀態。在 t1、整流變壓器二次電壓V1走高。期間（t1到 T2），主轉換器的控制開關處于“導通”狀態，但 LT3710 電路的控制開關仍保持“關斷”。初級開關電流IP等于反射的主輸出電感電流，IL1/N，其中 N 是變壓器初級匝數與次級匝數比。從 t0到 T2、開關節點電壓V2保持接近零，輔助電感電流IL流入 C輸出2和跨 V 的負載輸出2.此狀態一直持續到PWM斜坡信號與電壓誤差放大器輸出V相交奧特，在 t2.頂部 MOSFET Q1 導通，底部 MOSFET Q2 關斷。開關節點電壓V2被上拉至與V相同的電壓1并為輔助電感器充電。期間 t2到 T3，主轉換器和 LT3710 電路的控制開關均處于“導通”狀態。初級開關電流IP是反射的主輸出電感電流和輔助輸出電感電流（IL1+ 我L）/N 在此階段。此狀態在 t 處結束3、當整流變壓器二次電壓V時1變為零，下一個開關周期開始。

在 t 處，初級開關電流發生階躍變化2當 LT3710 電路的控制開關接通時。前沿調制可防止環路不穩定，即使在初級側使用峰值電流模式控制也是如此。

LT3710 的同步門限約為 2.5V。整流變壓器次級的下降沿每個周期必須通過此閾值。為確保適當的同步，LT3710 內部振蕩器頻率應設定為低于系統開關頻率。

輔助輸出V輸出2范圍為 0.8V 至接近主輸出電壓 V輸出1.電壓V輸出2可由 D 確定2? VSP，其中 VSP是次級電壓（V在/N） 和 D2是開關節點電壓V的占空比2.

雙輸出隔離式 2 開關正激電源

圖 2 示出了一款使用 LT3710 的應用 — 在本例中為雙輸出高效率隔離式 DC/DC 電源，具有 36V 至 72V 輸入范圍以及 3.3V/10A 和 1.8V/10A 輸出?；竟β始壨負涫且粋€具有同步整流功能的2開關正激式轉換器。初級側控制器采用 LT3781，這是一款具有內置 MOSFET 驅動器的電流模式 2 開關正激式控制器。在副邊，LTC1698 同步整流器控制器為主 3.3V 輸出提供電壓反饋，并為同步 MOSFET 提供柵極驅動。主 3.3V 電路的誤差放大器輸出饋入光耦合器，然后中繼至初級側的 LT3781，以完成主 3.3V 調節。輔助 1.8V 輸出由 LT3710 電路精確調節。

圖 2a. 36V–72V DC 至 3.3V/10A 和 1.8V/10A 雙輸出隔離電源

電流限制也由 LT3710 電路提供。電流限值可通過外部檢測電阻R的值進行編程意義（見圖2b），至70mV/R意義.如果不需要電流限制，則將電流檢測引腳 CL 和 CL 接地+–.

圖 2b. （續） 36V–72V DC 至 3.3V/10A 和 1.8V/10A 雙輸出隔離電源

脈沖工程平面變壓器充當電力變壓器。該變壓器構建在一個 PQ20 內核上，該內核具有 3781 個初級繞組、<> 個次級繞組和 <> 個輔助繞組，用于 LT<> 偏置電源。因為次級繞組最大電壓VSP約為 16V，選擇 30V MOSFET 時考慮到次級電壓過沖通常為 V 的 20% 至 30%SP.在此設計中，Si7892DP N 溝道 MOSFET 被選用于低 RDS（ON）， 一個 30V VDSS額定值和緊湊且耐熱增強的 PowerPAK?SO-8 封裝。

該電路在1500KHz開關頻率下提供230V輸入至輸出隔離。其他特性包括初級側開/關控制、5.3V 輸出上的 ±3% 次級側調整、輸入過壓保護、欠壓鎖定和電路板熱關斷。整個電路安裝在標準半磚尺寸的PC板上，高度約為半英寸。圖 3 顯示了該板的頂部圖片。

圖3.36V–72V DC 至 3.3V/10A 和 1.8V/10A 雙輸出隔離電源

圖 4 示出了 LT3710 后置穩壓器的輸入電壓、開關節點電壓和電感器電流波形，其輸入為 48V 至 3.3V/10A 和 1.8V/10A 輸出。該電路的效率曲線如圖5所示。在48V輸入和主輸出和輔助輸出滿載的情況下，測得的總效率約為86%。

圖4.后置穩壓器輸入電壓、開關節點和電感電流波形，用于 48V 輸入至 3.3V/10A 和 1.8V/10A 輸出。

圖5.圖2中電路的效率與負載電流的關系

采用 LT3710 的其他隔離拓撲

LT3710 的應用不僅限于正激式轉換器拓撲。它還可用于其他降壓衍生的單端或雙端隔離拓撲，如推挽式、半橋和全橋轉換器。圖 6 示出了采用 LT3710 的推挽式轉換器的簡化電路。初級側控制器是一個 LTC1922-1 同步相位調制控制器。副邊采用 LT1431（一種可編程基準）來反饋輸出信號并驅動一個光耦合器。次級 MOSFET 可由一個 LTC1693-1 驅動，該器件包含兩個高速雙通道 N 溝道 MOSFET 驅動器。LT3710 負責調節輔助輸出。請注意，由于采用雙端次級結構，LT3710 電路的工作頻率是主輸出推挽式轉換器的兩倍。較高的開關頻率意味著電感L2和輸出電容C2可以更小。圖 7 示出了采用 LT3710 的全橋應用。

圖6.采用 LT3710 的推挽式轉換器的簡化原理圖

圖7.采用 LT3710 的全橋轉換器的簡化原理圖

結論

LT?3710 是一款高效率次級側同步后置穩壓控制器。它設計用于在多個輸出隔離電源中產生嚴格穩壓的輔助輸出。LT3710 提供了一種簡單、高效率和節省空間的后置穩壓器解決方案，尤其適用于低電壓 / 高電流應用。

審核編輯：郭婷