芯洲科技100V ISO-BUCK隔离应用方案介绍

在工业/通信应用，如电信48V系统、POE交换器、工业步进伺服系统、BMS、GPS TRACKER等终端应用中，通常需要供电系统可以提供5W左右的隔离电源输出。这组隔离电源，主要为隔离通信接口、隔离驱动等负载供电。

如图1所示，传统方式多采用小功率隔离电源模块从系统的5V/12V取电，实现隔离输出。

图1 常见的隔离电源架构

ISO-BUCK由于其设计简洁、成本较低、隔离输出等特点，在这类应用场景中的使用也逐渐增多。ISO-BUCK从同步降压转换器演变而来，用耦合电感或变压器取代一级降压变换器的电感，构成类似反激的拓扑，实现原/副边隔离，从而帮助用户节省隔离电源的成本。

图2 ISO-BUCK隔离电源系统架构

ISO-BUCK应用简介

图3 SCT2A23单路隔离输出应用线路图

如图3所示，芯洲科技采用同步降压转换器来实现ISO-BUCK的应用。

线路采用SCT2A23自身的反馈采样控制，磁耦合实现隔离输出的电压调节，不需要光耦或额外的变压器绕组用于反馈控制，设计简洁。

主反馈这路电源可满足原边侧系统的供电需求，实现高精度电压输出。副边侧可以为系统提供隔离电源，为通信芯片和隔离驱动芯片进行供电。

在不同应用中，也可采用不同的变压器绕组选型，实现单路或多路隔离输出、正/负压输出，如图4所示。

图4 SCT2A23多路隔离输出应用线路图

ISO-BUCK注意事项

因为ISO-BUCK拓扑没有隔离光耦反馈环路，所以在应用中需要注意副边输出的电压精度是否可以满足实际应用需求。

如图5/6所示，单路隔离输出时，当原边/副边有100mA以上的负载时，副边输出可以有比较稳定的输出。

图5 5V-》5V输出，原/副边不同负载电流时，副边输出电压精度

而以下两种情况时：

1）原边工作电流较大（》0.5A），而副边电流较小（《0.1A）时；

2）原边工作电源较小（0A~0.1A）或输入电压变化比较大时。

副边输出电压精度相对较差。在此应用中，如果还需要较高精度的副边电压输出，建议可以改变原/副边变压器匝比，抬高副边输出电压，并增加二级稳压线路（如LDO或稳压管）来实现高精度的稳压输出。

图6 8V-》12V输出，原边空载，副边不同负载电流时，副边输出电压精度

SCT2A23芯片特性

SCT2A23在轻负载下有三种选择操作模式，效率高达90%，具有良好的散热能力，满载支持85℃环境温度工作。满足多种工业/通信应用的需求，可选择：

1） 脉冲频率调制（PFM），在轻负载时实现高效率的灵活性；

2） 超声模式（USM），使开关频率在轻负载条件下保持在可听音频范围以上；

3） 强制脉宽调制（FPWM），实现更小的输出纹波并支持隔离降压拓扑。

应用场景：

隔离式 RS-232 和 RS-485 通信通道、线路驱动器、隔离式放大器、传感器以及 CAN 收发器，在这类通信和数据采集等设备应用中，隔离供电可提供较好的抗噪功能；

伺服等领域可为IGBT提供隔离栅极驱动电源；

医疗应用中提供隔离确保安全性；

BMS等带电池应用场景可延长电池待机时间；

10W以下小功率隔离供电具有较好的竞争力。

产品描述

• 4.5V-100V 输入电压范围

• 1.2A 连续输出电流

• 支持2A峰值电流

• 1.2V ±1% 反馈电压

• 集成 600mΩ 上管和 300mΩ 下管功率 MOSFETs

• 带VCC二极管的静态电流为15uA

• 无VCC二极管的静态电流为150uA

• 可选PFM/USM/FPWM轻载工作模式

• 3.6ms 内置软启动时间

• 300KHz 固定开关频率

• COT控制模式

• FPWM模式支持Iso-buck Topology

• 精密的使能电压，可编程UVLO阈值和迟滞

• 逐周期电流限制

• 输出过压保护

• 过温保护

• ESOP-8 封装