Stromversorgung Monolithischer Flyback-Wandler ohne Opto-Koppler ist eine vielseitige Lösung

Autor / Redakteur: George Qian* / Kristin Rinortner

Wir stellen eine Lösung vor, die die Entwicklung eines galvanisch getrennten DC/DC-Wandlers vereinfacht. Die isolierte Ausgangsspannung wird direkt am Flyback-Signal auf der Primärseite abgetastet. Für die Regelung sind eine dritte Wicklung oder ein Opto-Koppler nicht erforderlich.

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Bild 1: Vollständiger, galvanisch getrennter 5-V-Flyback-Wandler mit einem Eingangsspannungsbereich von 2,8 V bis 42 V
Bild 1: Vollständiger, galvanisch getrennter 5-V-Flyback-Wandler mit einem Eingangsspannungsbereich von 2,8 V bis 42 V
(Linear Technology)

Traditionell verwendeten galvanisch getrennte Stromversorgungen einen Opto-Koppler in der Rückkoppelschleife, um die Regelinformationen über die Potenzialgrenze hinweg zu übertragen. Unglücklicherweise variiert die Verstärkungscharakteristik eines Opto-Kopplers sehr stark mit der Temperatur und Lebensdauer, was die Schwierigkeiten der Schleifenkompensation einer Stromversorgung erhöht.

Die Produktlinie der Flyback-Wandler ohne Opto-Koppler von Linear Technology, wie der LT3573, LT3574, LT3575, LT3511, LT3512 und LT8300, vereinfachen das Flyback-Design, da sie ein spezielles Messverfahren auf der Primärseite beinhalten und damit die Notwendigkeit für einen Opto-Koppler eliminieren.

Der monolithische Flyback-Wandler ohne Opto-Koppler LT8302 besitzt einen integrierten 65-V-/3,6-A-DMOS-Leistungsschalter mit interner Schleifenkompensation und Soft-Start. Der Chip kann mit Eingangsspannungen zwischen 2,8 und 42 V arbeiten und liefert eine Ausgangsleistung bis zu 18 W.

Bei geringer Last hat er einen Burst-Modus mit geringer Welligkeit der Ausgangsspannung, was zu geringen Leistungsverlusten im Standby-Modus und geringer benötigter externer Komponentenanzahl führt.

Leistungsfähigkeit und einfacher Einsatz

Der Baustein vereinfacht die Entwicklung eines galvanisch getrennten Flyback-Wandlers, indem er die isolierte Ausgangsspannung direkt am Flyback-Signal auf der Primärseite abtastet.

Diese Lösung erfordert für die Regelung keine dritte Wicklung oder einen Opto-Koppler. Die Ausgangsspannung wird über zwei externe Transistoren und einen optionalen temperaturkompensierten Widerstand programmiert.

Durch das Integrieren der Schleifenkompensation und dem Soft-Start minimiert der Baustein die Anzahl der erforderlichen externen Komponenten, wie in Bild 1 dargestellt. Die Betriebsart Boundary-Modus erlaubt den Einsatz von Trafos moderater Größe unter Beibehaltung einer exzellenten Lastregelung.

Der Betrieb im Burst-Modus mit geringer Ausgangspannungswelligkeit resultiert in einem hohen Wirkungsgrad bei geringen Lasten, wobei gleichzeitig die Welligkeit der Ausgangsspannung minimiert wird.

Bildergalerie

Bild 1 zeigt eine komplette Flyback-Schaltung mit dem LT8302. Der Wandler offeriert einen Wirkungsgrad bis zu 85%, wie in Bild 2 dargestellt. Aufgrund des geringen Ruhestroms mit einem Verbraucher von 10 mA und einer Eingangsspannung von 5 V liegt der Wirkungsgrad bei 82%.

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