STMicroelectronics A6983I隔离式降压转换器专门设计用于隔离式降压拓扑。A6983I的一次侧输出电压可进行精确调节，而隔离式二次侧输出则使用给定的变压器比产生。无光耦合器。一次侧灌电流能力高达4.5A（即使在软启动期间），可将能量适当传输到二次侧，并支持跟踪二次侧输出的软启动。控制环路支持峰值电流模式架构，STM A6983I在强制PWM下工作。变压器漏电感产生的390ns消隐时间滤波器振荡使这项解决方案更加稳健。

数据手册；*附件：STMicroelectronics A6983I隔离式降压转换器数据手册.pdf

A6983I采用紧凑型QFN-16（3mm x 3mm）封装，具有内部补偿功能，因此可最大限度地降低设计复杂性和减小器件外形尺寸。开关频率可在200kHz至1MHz范围内进行编程，并具有可选的扩展频谱，以改善EMC。

特性

• 符合 AEC-Q100
• 工作温度范围：-40°C至+150°C (T J )
• 设计用于隔离式降压拓扑
• 3.5 V 到 38 V 工作输入电压
• 可耐受高达40V的负载突降
• 一次侧输出电压调节，无需光耦合器
• 拉/灌峰值一次侧电流能力：4.5A
• 强制PWM运行峰值电流模式架构
• 消隐时间：390 ns
• 25 μA 运行静态电流
• 可编程开关频率：200kHz至1MHz，搭配低ESR电容器可稳定工作，最小2µF
• 内部补偿网络
• 关断电流：2µA
• 内部软启动
• 使能引脚
• 过压保护
• 输出电压排序
• 热保护
• 可选扩频，用于改善EMC
• 电源正常
• 与外部时钟同步
• QFN-16 (3 mm x 3 mm) 封装

框图

典型应用电路

Iso-buck通用示意图

A6983I：面向汽车隔离电源的高效同步 iso-buck 转换器

核心特性

• 宽输入电压范围 ：3.5 V 至 38 V，支持40 V负载突降
• 高输出能力 ：4.5 A 峰值电流（源/吸）
• 无需光耦 ：通过变压器匝比实现次级输出电压
• 高效率架构 ：强制PWM工作模式，支持负电流传输
• 可编程开关频率 ：200 kHz 至 1 MHz，支持扩频调制以优化EMC
• 低静态电流 ：25 µA（工作状态），2 µA（关断状态）
• 全面保护功能 ：过压、过流、欠压锁定、热关断
• AEC-Q100 认证 ，工作结温范围 -40°C 至 +150°C
• 小封装 ：QFN16（3x3 mm）

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拓扑结构与工作原理

A6983I 采用 iso-buck 拓扑 ，将传统 buck 转换器中的电感替换为变压器，实现输入与输出的电气隔离。其工作原理如下：

• 主边调节 ：通过反馈电阻网络精确控制主边输出电压。
• 副边输出 ：通过变压器匝比生成隔离输出电压，无需额外反馈环路。
• 能量传输 ：
  • 高边MOSFET导通时，能量存储在主边电感和变压器中；
  • 低边MOSFET导通时，能量通过变压器传递至副边。

这种结构不仅简化了设计，还实现了 主副边同步软启动 ，确保系统启动平稳。

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关键设计要点

1. 变压器选型

变压器是 iso-buck 设计的核心，需考虑以下参数：

• 匝比 N ：决定副边输出电压
• 漏感 ：应控制在 1% 以下 以优化负载调节
• 绕组电阻 ：影响效率和输出电压精度
• 隔离等级 ：根据应用需求选择（如 2 kV 或 4 kV）

2. 频率设置与扩频

通过 FSW 引脚外接电阻可设置开关频率。若将电阻接至 VCC，则启用 扩频功能 ，频率在设定值附近 ±5% 范围内调制，有效降低 EMI。

3. 输出电容与滤波

• 主边输出电容 ：影响输出电压纹波和负载瞬态响应
• 副边输出电容 ：决定副边电压纹波，需根据负载电流和开关频率计算

4. 保护机制

• 过压保护（OVP） ：触发时低边MOSFET导通，吸收电流限制在 -4.5 A
• 过流保护（OCP） ：通过高边和低边电流检测实现全周期保护
• 热关断 ：结温超过 165°C 时停止开关，30°C 滞后后恢复

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典型应用电路

A6983I 的典型应用电路如图2所示（数据手册第5页），主要包括：

• 输入滤波电容（CIN）
• VINLDO 滤波网络（RLDO、CLDO）
• 反馈电阻网络（RFB1、RFB2）
• 自举电容（CB）
• 变压器与肖特基二极管（D1）
• 输出电容（COUT、CSEC）

所有元件均采用汽车级标准，确保系统在恶劣环境下稳定运行。

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性能表现

• 效率 ：主边输出效率最高可达 90% ，副边效率受变压器和二极管影响
• 线性调节率 ：主边输出几乎不受输入电压变化影响
• 负载调节率 ：副边输出受变压器漏感和负载电流影响较大

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应用场景

• 汽车 IGBT/SiC MOSFET 栅极驱动电源
• 车载充电器（OBC）
• 电驱系统电源
• 工业隔离电源模块