Fly-Buck转换器加快隔离式电源轨设计方案解析

隔离式偏置电源轨在测试和测量设备、过程控制、电信系统、楼宇基础设施、以及工业自动化系统中很常见。传统上，隔离式电源的设计是一个冗长而又乏味的过程，因为其中涉及环路补偿、光耦合器、额外的绕组、和/或者初级侧电源轨。与低功率级相比，其中涉及的工作量、复杂度、解决方案尺寸、以及成本都过高。
　　这份白皮书将为您介绍：Fly-Buck转换器可通过设计简单，容易使用，成本划算的方式生成多个隔离式电源轨。本文给出了不同应用领域内的实际示例，以显示基于Fly-Buck的方法在功率高达15W的低功率隔离式设计方面的有效性。这些示例有助于设计人员找到那些与特定偏置功率要求相近似的解决方案。文中引用的设计示例和资源能够帮助设计人员更有信心的在系统中设计并运行隔离式电源解决方案。
　　现代电子系统中的隔离式电源轨
　　现代电子系统包含大量的分布式电源轨；这些电源轨为多种数字和模拟电路供电。很多系统或子系统，特别是那些需要人工干预的系统，为了保证它们的安全性，需要将它们与主电源隔离开来。这些系统包括工业过程控制、楼宇自动化、电信基础设施系统、以及医疗设备，以及其他一些系统。图1至6给出了几个应用了隔离式电源轨的系统示例。Fly-Buck转换器方法是更简单的方法，在这些系统和其它相似应用中生成偏置电源轨。
　　一个常见应用领域就是工厂自动化，其中的一个24V DC电源轨或者一个定制的以太网供电 （PoE） 组成了系统分布式电源骨干的一部分（图1）。分布于整个系统中的控制和传感器块需要由偏置电源供电；而这些偏置电源要与主电源总线隔离开来。参考设计1中包含一个为可编程逻辑控制器 （PLC） I/O模块供电的完整设计。
　　
　　图1.工业应用中的隔离式电源轨
　　另外一个常见的应用领域是隔离式DC/DC转换器或电机控制中的栅极驱动偏置电源。MOSFET、IGBT，或基于碳化硅 （SiC） 的功率级需要隔离式电源轨作为驱动器，以及控制电路供电；而这些驱动器或控制电路也许与电源不在同一侧，而是位于隔离边界的另一侧。高侧驱动器还需要浮动偏置电源轨；这些电源轨用高达数百伏电压与低侧电源轨分离开来（图2）。参考设计2是一个完整的，针对3相电机控制系统的Fly-Buck偏置电源设计。