Fly-Buck 變壓器是不是“新型”反激式變壓器？

在擔(dān)任 Wurth Electronics Midcom 一名設(shè)計(jì)與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師的過(guò)去幾年間，我一直都在與各種工程師合作開(kāi)發(fā)定制變壓器。在定制磁性元件領(lǐng)域，它有時(shí)被賦予“黑色魔法”的綽號(hào)，原因就在于它的復(fù)雜性以及多種機(jī)電參數(shù)的相互依存性。變壓器主要用于電源變換與隔離。在我所見(jiàn)超過(guò) 90% 的情況下，電子產(chǎn)業(yè) 100W 以下隔離式轉(zhuǎn)換器的最常用 SMPS 拓?fù)涫欠醇な?。這是一款當(dāng)前業(yè)界的普及型拓?fù)洌淇捎糜诓煌膶?dǎo)通模式，例如連續(xù)、不連續(xù)和邊界。反激式轉(zhuǎn)換器以設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、尺寸小、高穩(wěn)定性與高效率著稱(chēng)。

在設(shè)計(jì)低功率隔離式產(chǎn)品時(shí)（例如電信、工業(yè)控制、電表、可編程邏輯電路 (PLC) 等領(lǐng)域使用的偏置電源），我一般推薦反激式拓?fù)洹Ｈ绻梢允褂玫凸β实燃?jí)的 3.3V 及 5V 隔離式電源，我會(huì)推薦TI 的小型SN6501推挽式解決方案。業(yè)界使用的最常見(jiàn)非隔離式拓?fù)涫墙祲?，與反激式拓?fù)湎啾龋哂谐叽?、成本以及穩(wěn)壓便捷的優(yōu)勢(shì)。但非常可惜的是，它不是隔離式拓?fù)?。那為什么不把兩種方案的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來(lái)，將隔離式反激與降壓拓?fù)涞男〕叽绾鸵子诜€(wěn)壓的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行完美結(jié)合，建立一款 Fly-Buck? 拓?fù)淠?！該拓?fù)湓醋酝浇祲和負(fù)?，可為初?jí)電感器添加耦合隔離繞組。當(dāng)設(shè)計(jì)多輸出隔離式電源時(shí)，F(xiàn)ly-Buck 轉(zhuǎn)換器更易于設(shè)計(jì)、尺寸更小、效率更高。

Fly-Buck 變壓器設(shè)計(jì)與反激式變壓器相比并沒(méi)有太大的區(qū)別。初級(jí)繞組是經(jīng)過(guò)穩(wěn)壓的輸出繞組。初級(jí)繞組的設(shè)計(jì)與降壓拓?fù)渲惺褂玫碾姼衅髟O(shè)計(jì)一樣簡(jiǎn)單，而且類(lèi)似于反激式變壓器中的穩(wěn)壓二級(jí)繞組。電感值的計(jì)算與降壓拓?fù)渌玫挠?jì)算方法相同，其中包括紋波電流、輸入電壓與開(kāi)關(guān)頻率。標(biāo)準(zhǔn)變壓器設(shè)計(jì)理論的匝數(shù)比可用來(lái)計(jì)算未穩(wěn)壓二級(jí)繞組上的二級(jí)匝數(shù)。不同繞組間的耦合是在所有層之間實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)交叉穩(wěn)壓的關(guān)鍵，可最大程度減少漏電感及其相關(guān)問(wèn)題，提高變壓器效率。

設(shè)計(jì)的難點(diǎn)部分在于需要額外關(guān)注峰值電流。峰值電流會(huì)影響磁芯飽和與均方根電流，導(dǎo)致熱效應(yīng)。峰值電感電流不僅包含初級(jí)繞組電流，而且還包含所有輸出的反射電流與最大峰至峰紋波電流。

Wurth Electronics Midcom 與 TI 合作開(kāi)發(fā)了用于 TILM5017多輸出 Fly-Buck 解決方案的三個(gè)變壓器系列。該參考設(shè)計(jì)具有從幾伏到 100V 的寬泛輸入電壓，可充分滿(mǎn)足各種應(yīng)用需求。該設(shè)計(jì)包含兩個(gè)雙輸出變壓器和一個(gè)四輸出變壓器，可滿(mǎn)足 +/-5V 和 +/-15V 的典型輸出電壓需求。該設(shè)計(jì)最吸引人的地方是為設(shè)計(jì)人員提供的多功能特性。它有助于設(shè)計(jì)人員根據(jù)需要、功率等級(jí)以及應(yīng)用情況使用另一個(gè)雙輸出或四輸出變壓器替換一個(gè)雙輸出變壓器。閱讀 Planet Analog 中的文章《產(chǎn)品指南：Fly-Buck 無(wú)需光耦器即可為降壓拓?fù)涮砑泳哂辛己梅€(wěn)壓的隔離式輸出》。

目前，還沒(méi)有可用來(lái)設(shè)計(jì) Fly-Buck 變壓器的計(jì)算器，但對(duì)于始終強(qiáng)調(diào)小尺寸、高功率密度以及多輸出特性的低功率隔離 DC/DC 應(yīng)用而言，F(xiàn)ly-Buck 轉(zhuǎn)換器無(wú)疑可提供優(yōu)于普及型反激式拓?fù)涞谋姸鄡?yōu)勢(shì)。點(diǎn)擊這里，觀(guān)看有關(guān)該技術(shù)的視頻。