这篇文章介绍数字阻隔扩展器差错扩展器，它可改进初级端操控架构的瞬态呼应和作业温度规模。传统的初级端操控器运用是运用光耦合器供应反应回路阻隔，运用分流调度器供应差错扩展器和基准电压。尽管光耦合器作为阻隔器用于电源中具有本钱低价的优势，但它会将最大环路带宽约束在50 kHz，并且实习带宽会低得多。敏捷牢靠的数字阻隔器电路在单封装内集成阻隔式差错扩展器和精细基准电压源功用，运用该电路可结束极低温漂和极高带宽的精细阻隔式差错扩展器。阻隔式差错扩展器能结束250 kHz以上的环路带宽，使得以更高开关速度作业的阻隔式初级电源方案成为或许。凭仗准确的电源拓扑，更高的开关速度可支撑在更为紧凑的电源中运用更小的输出滤波器电感和电容。
　　咱们首要将谈论一个反激式改换器拓扑，由于就元器材数目而言，它是最简略的电路。反激式电路运用起码的开关；本例中，仅在初级端运用了一个开关，并在次级端运用了一个整流二极管。简略反激式电路一般用于输出功率相对较低的运用中，但它的确具有高输出纹波电流和低交越频率，由于存在右半平面 （RHP）零点。作用，反激式电路需求具有较大输出纹波电流额外值的大输出电容。图1显现选用光耦合器的办法，分流调度器在其间用作阻隔式输出电压Vo的反应电压差错扩展器。分流调度器用作准确规范时，可供应精度典型值为2%的基准电压。输出电压经过火压，然后由内部差错扩展器将其与分流调度器的基准电压进行比照，比照作用输出至光耦合器的LED电路。光耦合器LED由输出电压和串联电阻偏置，所需的电流量依据光耦合器电流传输（CTR）特性断定。

图1. 带光耦合器和分流调度器的反激式调度器框图

　　CTR为晶体管输出电流和LED输入电流之比。CTR的特性不是线性的，因光耦合器而异。如图2所示，光耦合器CTR值会在悉数作业寿数内改动，对方案安稳性提出应战。今日方案并测验的光耦合器其初始CTR一般具有2比1的不断定性，但长时刻作业在高功率和高密度电源的高温环境下，几年今后 CTR将下降40%。将光耦合器用作线性器材时，它具有相对较慢的传输特性（小信号带宽约50 kHz），因而对电源的环路呼应也较慢。关于反激式拓扑而言，较慢的传输特性或许并不存在任何疑问，由于该拓扑恳求关于下降环路带宽而对差错扩展器作出抵偿，以便输出安稳。疑问在于，跟着时刻的推移，光耦合器输出特性的改动或许会迫使方案人员进一步下降环路呼应，以保证环路的安稳性。环路呼应较慢的缺陷在于这么做会使瞬态呼应功用下降，且负载瞬态今后的输出电压需更长的时刻才干康复。添加一个更大的输出电容有助于削减输出电压的下降，但会添加输出呼应时刻。这么做会致使电源方案更杂乱且更为贵重；而尺度更小、本钱更低的处理方案是能够结束的。

图2. 光耦合器CTR下降

　　前文阐明晰光耦合器作为线性阻隔器运用时在作业安稳性方面的艰难；了解今后，便能查看阻隔式差错扩展器随时刻和极点温度改动供应安稳牢靠功用的才干。如图3所示，现以宽带运算扩展器和1.225 V基准电压源有些替代分流调度器和VREF功用，并以根据数字阻隔器技能的敏捷线性阻隔器替代光耦合器。器材右侧的运算扩展用具有同相引脚+IN（衔接至内部1.225 V基准电压源）和反相引脚-IN，可用于阻隔式DC-DC改换器输出的反应电压衔接（运用分压器结束衔接）。COMP引脚为运算扩展器输出，在抵偿网络中可衔接电阻和电容元件。COMP引脚从内部驱动发送器模块，将运算扩展器输出电压改换为调制脉冲输出，用于驱动数字阻隔变压器。在阻隔式差错扩展器左面，变压器输出信号解码后改换为电压，驱动扩展器模块。扩展器模块发作EAOUT引脚上的差错扩展器输出，驱动DC-DC电路中PWM操控器的输入。

　图3. 阻隔式差错扩展器替代光耦合器和分流调度器

　　这款最新的阻隔式差错扩展器的优势包含：基准电压源和运算扩展器方案为温度规模内具有最小的失谐和增益差错漂移。1.225 V基准电压源电路在温度规模内的精度调整为1%，比分流调度器更准确，且漂移量更低。如图4所示，阻隔式差错扩展器的典型输出特性在-40℃至+125℃ 规模内的改动量仅为0.2%，结束了高度准确的DC-DC输出。为了坚持安稳的输出特性，运算扩展器的COMP输出经脉冲编码，可跳过阻隔栅发送数字脉冲，然后由数字阻隔变压器模块解码回模仿信号，彻底处理了运用光耦合器进行阻隔时CTR值发作改动的疑问。

图4. 阻隔式差错扩展器输出精度与温度的联络

　　若运用恳求选用反激式电路以供应超乎寻常的敏捷瞬态呼应，则能够运用推挽式拓扑协作阻隔式差错扩展器结束。推挽式电路如图5所示。图中，两个MOSFET替换开关，对变压器的两个初级绕组充电，然后两个带二极管的次级绕组导通，并对输出滤波器电感和电容充电。推挽拓扑经抵偿后极为安稳，并具有快得多的开关频率和更快的环路呼应。与反激式电路一样的阻隔式DC-DC方案示例（5V输入到5V输出，1.0 A输出电流）现用于选用ADuM3190阻隔式差错扩展器的推挽式电路中。对比照慢的200 kHz典型反激式方案，推挽式方案具
　　有1.0 MHz开关频率；因而，与一款光耦合器比照，带宽更高的ADuM3190显着是更佳挑选。输出滤波器电容从200 μF（典型反激式）下降至仅27 μF（推挽式），并添加了一个小型47 μH电感。图6中的波形显现十0 mA至900 mA负载阶跃条件下，集成阻隔式差错扩展器的推挽式电路呼应时刻仅为十0 μs，比照典型反激式拓扑的400 μs，速度前进了4倍。推挽式电路输出电压的改动起伏仅为200 mV，比照反激式电路的400 mV，其改动起伏削减了一半。运用速度更快的推挽式拓扑和带宽更高的阻隔式差错扩展器，可取得更快的瞬态呼应高功用以及更小的输出滤波器尺度。

图5. 集成数字阻隔器差错扩展器的推挽式改换器框图

图6. 集成数字阻隔器差错扩展器的推挽式改换器（十0 mA至900 mA负载阶跃）

　　运用400 kHz高带宽阻隔式差错扩展器便有或许结束这些改进，供应更快的环路呼应。次级端差错扩展用具有十 MHz的高增益带宽积，比分流调度器速度快大概5倍，可在阻隔式DC-DC改换器中结束更高的开关频率（高达1 MHz）。与在悉数寿数周期和温度规模内具有不断定电流传输比的光耦合器处理方案纷歧样，阻隔式差错扩展器的传递函数不随寿数周期而改动，在-40℃ 至+125℃的宽温度规模内坚持安稳。有了这些功用上的改进，关于期望改进瞬态呼应和作业温度规模的阻隔式DC-DC改换器电源方案师而言，阻隔式差错扩展器将成为首选处理方案。

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