原创 如何设计具有 COT 的稳定 Fly-Buck™ 转换器 - 2

作者：Xiang Fang

本博客共分两个部分，第 1 部分我们探讨了使 Fly-Buck 设计稳定所需的重要设计指标。本文我们将介绍如何将这些设计指标应用到 Fly-Buck 电路设计中，以及这会对转换器工作产生怎样的影响。

图 2. 典型的双输出 LM5017 Fly-Buck 电路

我们假设您已经收集了所需的电源规范，并决定使用 LM5017 Fly-Buck 作为电源解决方案（图 2）。Fly-Buck 设计过程与普通降压转换器有很多共同之处。在确定一次侧电感和开关频率后，下一步就是设计合适的纹波注入网络（R_r、C_r 和 C_ac），以确保稳定工作。设计步骤如下：

1. 首先从一些初始值开始：R_r=10kΩ、C_r=10nF、C_ac=1nF
2. 调整输出电容，确保达到稳定性指标：

应提供足够的裕量以获得不等式左侧信息。如果将功率损耗包含在内，真正的占空比会更大一点，而且 DC 偏置额定值降低以及对陶瓷电容的温度影响会让电容值更低。

3.  确定 FB 引脚纹波是否高于 25mV：

通过调整 Rr 和 Cr 来设置纹波幅值。不要使其太大 (<100mV)，必要时可返回步骤 2 调整 C_out。

4. 确定 AC 耦合滤波器截止频率是否足够低：

C_ac 的选择不是关键，建议值为 F_sw/10。只要 F_c 明显低于 F_sw，它就不会影响纹波的通过。

图 3 至图 5 中的电路仿真波形显示了不同纹波注入设置的影响。Fly-Buck 转换器规范如下：V_in=24V，V_opri=10V，F_sw=275kHz，L_pri=50uH，变压器匝数比为 1:1。在图 3 中，电路配置不符合稳定性标准，因此显示双脉冲的开关节点电压不稳定。在图 4 中，R_r 从 50kΩ 降至 30kΩ，开关性能变得稳定。图 5 是另外一种提高稳定性的方法：在不改变 R_r 和 C_r 的情况下，增大 C_out。这样有助于在达到指标的情况下保持低纹波电压。

图 3. R_r=50kΩ，C_r=10nF，C_ac=1nF，C_out=4.7uF

图 4. R_r=30kΩ，C_r=10nF，C_ac=1nF，C_out=4.7uF

图 5. R_r=50kΩ，C_r=10nF，C_ac=1nF，C_out=10uF

从实际出发，电源设计人员需要考虑很多方面，可能需要根据电路板测试结果进行调整。这些设计步骤是创建 LM5017 Fly-Buck 设计的良好开端。LM5017 Fly-Buck 的快速启动计算器在这里提供。有了它，您不仅可设计具有多达 4 个隔离输出的 Fly-Buck，而且还可获得纹波注入网络计算功能和其它外部组件。如有任何问题，请告诉我。

参考资料：

1. 如何设计具有 COT 的稳定 Fly-Buck™ 转换器（第 1 部分）
2. EDN：产品指南：Fly-Buck 无需光耦合器即可为降压电路提供具有良好稳压的隔离式输出
3. 应用手册《设计隔离式降压 (Fly-Buck) 转换器的 AN-2292》
4. Tian, S，《陶瓷电容器恒定导通时间 V² 控制的小信号分析与设计》硕士论文，佛吉尼亚理工大学 2012 年
5. 德州仪器的宽泛 Vin DC/DC 电源解决方案

原文请参见: http://e2e.ti.com/blogs_/b/powerhouse/archive/2014/08/02/how-to-design-a-stable-fly-buck-converter-with-cot-part-1.aspx