LT3837：高效隔离反激式同步整流转换器的设计与应用

在电子工程师的日常工作中，电源设计是一个至关重要的领域。今天，我们将深入探讨 Linear Technology 的 LT3837 隔离反激式同步整流转换器，以及与之相关的演示电路 1038A - B。

文件下载：DC1038A-B.pdf

一、产品概述

演示电路 1038A - B 是一款采用 LT3837 的 35 瓦隔离反激式同步整流转换器，具备初级侧调节功能。该电路旨在展示 LT3837 在反激式电源中所能实现的高性能、高效率和小尺寸解决方案。它的工作频率为 200kHz，能在 9 至 36V 的输入电压范围内输出稳定的 5.0V、7A 电压，适用于汽车、工业等多种应用场景。其电路板占地面积小于八分之一砖，同步整流技术使其效率超过 89%，隔离电压为 1500VDC。

二、性能参数

1. 输入输出参数

符号	参数	条件	最小值	典型值	最大值	单位
VIN	输入电源范围	-	9	-	36	V
VOUT	输出电压	-	-	5.0	-	V
IOUT	输出电流范围	VIN = 9 – 36V	0	-	7	A
FSW	开关（时钟）频率	-	-	200	-	kHz
VOUT P - P	输出纹波	VIN = 18V, IOUT = 7A (20MHz BW)	-	-	40	mVP–P
IREG	输出调节	线路和负载 (9 - 36V, 0 - 7A)	-	-	±1.4	%
POUT/PIN	效率	VIN = 18V, IOUT = 7A	-	89	-	%

2. 性能图表

从效率图表（图 2）中可以看到，在不同输入电压（9V、18V、36V）下，随着输出电流的变化，效率也有所不同。而输出电压调节图表（图 3）则展示了在不同输入电压和输出电流下，输出电压的稳定性。输出纹波图表（图 4）和瞬态响应波形图表（图 5）则分别反映了输出纹波和瞬态响应的情况。

三、工作原理

LT3837 同步反激式 PWM 控制器位于初级侧，通过脉冲变压器驱动次级侧的 MOSFET，以提供同步整流输出。当施加输入电压时，欠压电路使 LT3837 处于静态，同时电流源将 Cvcc（C8）充电至 8.2V，随后控制器启用，启动过程开始。初级电路依靠 Cvcc 中存储的电荷工作，直到 T1 的辅助绕组开始支持 Vcc。当出现严重过载或短路导致 T1 无法支持 Vcc 时，转换器进入“打嗝模式”，当 Vcc 降至 7.0V 时切断，以保持电路的低功耗。

LT3837 提供同步整流器栅极驱动信号，该信号通过 T2 传递到次级并进行缓冲。通过在反激时间观察 T1 辅助绕组上的电压，并对初级栅极驱动（PG）和同步栅极驱动（SG）进行脉冲宽度调制（PWM）来实现调节。此外，LT3837 还被编程为补偿控制环路外的电路电阻。输入和输出端的可选 LC 滤波级有助于降低噪声。

四、快速启动步骤

演示电路 1038 易于设置，可用于评估 LT3837 的性能。以下是具体步骤：

1. 设置输入电源：将能够提供 9V 至 36V 的输入电源设置为 18V，然后关闭电源。
2. 提供气流：为了在满负载下持续运行，需以 200lfm 的气流吹过设备。
3. 连接输入电源：在电源关闭的情况下，将电源连接到输入端子 +Vin 和 –Vin。需要注意的是，输入电压低于 9V 可能会因 LT3837 的欠压锁定功能而使转换器无法启动。如果需要进行效率测量，可以在输入电源中串联一个能够测量 5Adc 的电流表或电阻分流器，以测量 DC1038A 的输入电流；同时，可在输入端子两端放置一个能够测量至少 36V 的电压表，以准确测量输入电压。
4. 开启输入电源：确保输入电压不超过 36V。
5. 检查输出电压：检查输出电压是否为 5V，然后关闭输入电源。
6. 连接负载：在确定输出电压正常后，将一个能够在 5V 下吸收 7A 电流的可变负载连接到输出端子 +Vout 和 –Vout，并将电流设置为 0A。如果需要进行效率测量，可以在输出负载中串联一个能够处理 10Adc 的电流表或电阻分流器，以测量 DC1038A 的输出电流；同时，可在输出端子两端放置一个能够测量至少 5V 的电压表，以准确测量输出电压。
7. 再次开启输入电源：如果没有输出，可暂时断开负载，确保负载设置不过高。
8. 调整负载并观察参数：再次确定输出电压正常后，在工作范围内调整负载，并观察输出电压调节、纹波电压、效率等所需参数。

五、总结

LT3837 隔离反激式同步整流转换器凭借其高性能、高效率和小尺寸的特点，为电子工程师在电源设计方面提供了一个优秀的解决方案。通过对其性能参数、工作原理和快速启动步骤的了解，我们可以更好地应用该转换器，满足不同应用场景的需求。各位工程师在实际应用中，不妨多尝试不同的参数设置和电路配置，以充分发挥 LT3837 的优势。大家在使用 LT3837 过程中遇到过哪些问题呢？欢迎在评论区分享交流。

以上就是关于 LT3837 的详细介绍，希望对各位电子工程师有所帮助。