無回饋通道突破電壓限制　返馳控制器空間大精省

傳統隔離式返馳轉換器架構經常用於60瓦左右的電源供應器(圖1)，利用一次側開關以及調整過匝數比(Turns Ratio)的變壓器，電源供應器的電壓便可轉換成輸出電壓。有關輸出電壓的資訊會透過回饋通道傳送至一次側PWM產生器，讓輸出電壓維持穩定；若輸出電壓過高或過低，可以調整PWM產生器的工作週期。

多方並行解隔離電壓調節難題

此回饋通道不僅增加成本，更占用電路板空間，同時也決定電路的最大隔離電壓以及變壓器的隔離電壓。當光耦合器老化後，許多屬性都將隨之產生變化，且一般的設計不允許在超過攝氏85度的溫度下運作。除了光耦合器外，還可利用第三個變壓器繞組提供輸出電壓狀態的資訊。藉由這種機制便得以調節輸出電壓。然而，此額外增加的變壓器繞組會使變壓器成本更昂貴，且輸出電壓調節亦不精準。

較理想的替代方案為運用一個元件取代光耦合器及光耦合器的二次側控制模組。例如隔離式誤差放大器為具備此功能的元件，整合iCoupler隔離技術，可藉由電感耦合轉換回饋訊號—意即不須使用光耦合器且跨過電氣隔離。

甩開電壓限制　無分立通道省空間

尚有另一種簡練的解決方案不用分立回饋通道。例如Analog Devices(ADI)Linear系列LT8300無分立回饋通道返馳式轉換器，能自二次側反射回到一次側的電壓，調節PWM產生器工作週期(圖2)。由於不需用到光耦合器或其他回饋電路，不僅節省成本亦省下空間，因此，回饋通道最大隔離電壓造成的限制便無關緊要。只要採用的變壓器針對特定隔離電壓設計，整個電路便能在此最大隔離電壓下運作。

此概念基於邊界模式穩壓機制，在此模式中，二次側電流在每個週期皆會降至零安培。反射回到變壓器一次側繞組的輸出電壓，則可量測並執行一次側的穩壓。

另一方面，此類無分立回饋通道的電路是否能用於特定應用，取決於要求的輸出電壓調節精準度。要注意的是，元件規格雖然顯示精準度小於正負1%，但在特定應用中的偏差可能高於1%。

依據以下公式可算出輸出電壓：

溫度校正機制修整輸出電壓

圖2中顯示的Rfb可用於調整輸出電壓。Nps是變壓器的匝數比，Vf是經過二次側返馳式二極體的壓降，通常會與溫度相關。對於像12V或24V這類高輸出電壓，Vf的絕對效應較低。但對於3.3V或更低的輸出電壓，輸出電壓的溫度效應就相當高。一些未採用光耦合器的系列元件則內建溫度校正機制，用於針對不同溫度狀況修正二極體壓降。欲使調節功能正常運行，通常還會要求輸出端達到最小負載。以LT8300而言，約為最大可能負載的0.5%。

返馳式控制器雖然不具分立回饋通道，但可藉一次側變壓器的繞組控制，造就更簡單的設計，且不須使用易出錯的光耦合器。

(本文作者為ADI電源管理應用工程師)