Convertitore flyback isolato da 5 V, completo per un ingresso da 2,8 a 32 V.
Il convertitore flyback isolato monolitico, senza optoaccoppiatore, LT8302, di Linear Technology funziona in un range di tensioni d’ingresso tra 2,8 e 42 V e fornisce fino a 18 W di potenza di uscita isolata. Il prodotto è adatto per una vasta gamma di applicazioni: ad esempio, sistemi a batteria, alimentatori per i settori automotive, industriale, medicale e telecomunicazioni e alimentatori ausiliari/domestici isolati.
di George Qian, Senior Applications Engineer di Linear Technology.
Solitamente, gli alimentatori isolati utilizzano un optoaccoppiatore nel loop di feedback per trasferire i dati di regolazione nella barriera d’isolamento. Ma la caratteristica di guadagno di un optoaccoppiatore varia molto rispetto alla temperatura e al ciclo di vita, rendendo più difficile la compensazione del loop di alimentazione.
La linea di convertitori flyback senza optoaccoppiatore di Linear Technology (www.linear.com), tra cui i modelli LT®3573, LT3574, LT3575, LT3511, LT3512 e LT8300, semplifica la progettazione del convertitore flyback integrando uno schema di rilevamento sul lato primario e rendendo superfluo l’uso dell’optoaccoppiatore.
Il convertitore flyback monolitico LT8302 senza optoaccoppiatore è dotato di uno switch DMOS integrato da 65 V/3,6 A, con compensazione del loop interno e funzione soft-start. L’LT8302 funziona in un range di tensioni d’ingresso comprese tra 2,8 e 42 V e fornisce fino a 18 W di potenza di uscita. Offre il funzionamento Burst Mode® a basso ripple, in presenza di carichi bassi, con bassa perdita di potenza in standby e un numero ridotto di componenti.
Rendimento del convertitore flyback isolato da 5 V della figura di apertura.
PRESTAZIONI E FACILITÀ D’USO
L’LT8302 semplifica la progettazione del convertitore flyback isolato campionando la tensione di uscita isolata direttamente dalla forma d’onda del flyback sul lato primario; una soluzione che non necessita di un terzo avvolgimento, né di un optoaccoppiatore per la regolazione. La tensione di uscita è programmata con due resistori esterni e un terzo resistore opzionale per la compensazione della temperatura. Integrando la compensazione del loop e la funzione soft-start, il dispositivo riduce al minimo il numero di componenti esterni necessari (vedi figura 1). Il funzionamento in modalità boundary consente l’uso di un trasformatore di piccole dimensioni, pur mantenendo un’eccellente regolazione del carico. Il funzionamento Burst Mode a basso ripple garantisce un rendimento elevato in presenza di carichi bassi, con riduzione al minimo del ripple della tensione di uscita.
La figura 1 mostra lo schema di un convertitore flyback LT8302 che ha un rendimento massimo dell’85% (vedi figura 2) e mantiene un rendimento dell’82% con un carico di 10 mA e un ingresso a 5 V, grazie alla bassa corrente di riposo.
BASSO PRECARICO E RENDIMENTO ELEVATO
Con carichi molto bassi l’LT8302 riduce la frequenza di commutazione, mantenendo il limite di corrente minimo. Qui subentra il funzionamento Burst Mode a basso ripple e il dispositivo commuta tra modalità sleep e modalità di commutazione. La corrente di riposo tipica è 106 µA nella modalità sleep e 380 µA nella modalità di commutazione, con riduzione della corrente di riposo effettiva.
La frequenza di commutazione minima tipica è circa 12 kHz, per cui il circuito richiede un precarico molto basso, tipicamente lo 0,5% del pieno carico. Pertanto, le perdite di potenza dell’LT8302 in standby sono molto basse, caratteristica fondamentale per le applicazioni che necessitano di un rendimento elevato nei sistemi sempre attivi.
Convertitore buck boost con ingresso negativo e uscita positiva.
ALIMENTAZIONI D’INGRESSO NEGATIVE
In un’alimentazione d’ingresso negativa tipica, il pin di terra del circuito integrato è collegato al rail d’ingresso negativo che è una tensione variabile. Di conseguenza, la tensione d’uscita cambia con la tensione d’ingresso, posto che non vi siano circuiti di spostamento di livello.
Lo straordinario schema di rilevamento di feedback dell’LT8302 può facilmente generare una tensione di uscita regolata direttamente attraverso la forma d’onda della tensione del nodo di commutazione, eliminando il circuito di spostamento di livello altrimenti necessario.
Nella figura 3 si vede un convertitore buck-boost semplice con ingresso negativo/uscita positiva e, nella figura 4, un convertitore buck con ingresso negativo e uscita negativa.
CONCLUSIONI
L’LT8302 funziona in un range di tensioni d’ingresso comprese tra 2,8 V e 4 2V, fornisce fino a 18 W di potenza di uscita isolata e non richiede l’uso di un optoaccoppiatore, né di un terzo avvolgimento. Grazie alle sue caratteristiche richiede un numero ridotto di componenti, tra cui funzionamento Burst Mode a basso ripple, soft-start interno, blocco in caso di sottotensione, compensazione della temperatura e compensazione del loop di feedback interno.
L’LT8302 è adatto per una vasta gamma di applicazioni; ad esempio, sistemi a batteria, alimentatori per i settori automotive, industriale, medicale e telecomunicazioni e alimentatori ausiliari/domestici isolati. L’elevato livello di integrazione consente di realizzare una soluzione molto efficiente e versatile, facile da utilizzare e con un numero ridotto di componenti per la fornitura di alimentazione isolata.
Convertitore buck con ingresso negativo e uscita negativa.
