PLC I / O模块的隔离电源
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大家好！ 欢迎观看此培训视频， 了解 PLC I/O 模块的 隔离式电源。 本培训分为 三个部分， 第一部分是简介， 说明在何处以及为何使用 隔离式电源，第二部分是 要构建隔离式电源 有哪些不同的 选择？ 本培训的 主要阐述 Fly-Buck 拓扑。 本培训将讨论 该拓扑的工作 原理并讨论 如何正确选择 占空比。 最后，将讨论漏电感的 一些影响。 我们常常使用 隔离式电源 将 PLC 模块的输入级 与主系统隔离。 这可防止多种问题， 例如防止产生可能 破坏模块或主系统的 接地回路或冷凝电流。 通常对于这些模块， 只需有限的电源。 隔离侧所需的 典型电源阵列 对于多路复用器 或运算放大器 为正负 15 伏， 而对于 ADC、基准 或数字隔离器 为正 5 伏或 3.3 伏。 可以通过不同方式 实现电源额定值。 这则示例展示了 以下解决方案。 为了生成在次级侧 有两个绕组的 正 15 伏电源变压器， 它将一个绕组 用于正 15 伏， 一个绕组用于负 15 伏。 随后，使用直流/直流 转换器从正 15 伏中 生成正 5 伏轨。 除了调节 和稳定 正负 15 伏轨， 使用了两个 LDO。 可以通过 若干种不同的 拓扑实现 隔离式电源。 典型的选择 是推挽拓扑， 这是一种易用的拓扑， 并且成本很低。 然而，它不能 提供任何调节。 对于匝数比 很高的变压器， 这尤其关键。 另一个选择是 反激式拓扑。 它通常用于 较高的功率级别。 然而，它只有一个 初级开关， 电压范围较宽 且具有良好的调节， 因此它在总体上 是极好的拓扑。 但是，对于反激式拓扑， 它需要一个光耦合器， 该部件易于成为 系统的弱点， 容易首先损坏。 反激式拓扑的 良好替代选项 是 Fly-Buck 拓扑。 Fly-Buck 用于低功率， 具有初级侧 调节，这意味着 无需光耦合器。 它具有非隔离式 和隔离式输出。 具有很宽的输入范围，但是 它的调节性不佳。 在这种情况下，调节性不佳 意味着大约为正负 5%。 此外，还有其他拓扑， 例如有源钳位、半桥 和全桥。 但是，对于这些 PLC 模块 所需的功耗要求而言， 这些拓扑通常 规模过大。 现在，我想多谈一点 Fly-Buck 拓扑、 它的工作原理以及 一些重要事项。 首先谈论的是这种拓扑本身。 我们采用标准 降压转换器， 它具有以下 输出电压。 随后我们采用 电感器、二极管和 电容器的组合。 我们将这两者与 一对电感器组合到一起。 这将产生右下方 所示的 以下等式。 现在，我们指定一个特定的 变压器绕组比。 因此，我们的 次级输出电压结果 为初级电压 乘以变压器 绕组比再减去 次级侧二极管的 电压。 我们稍微多讲一点 Fly-Buck 的工作原理。 在导通期间，开关 S1 闭合而开关 S2 打开。 这意味着 电流正在 流经初级电感器， 对电容器充电。 然而，因为次级 二极管 D1 已反向偏置， 所以在次级侧 没有电流在流动。 现在，在 t 关断期间， S1 开启而 S2 关闭。 这意味着，次级电感器 上的电压已反向， 因此次级电感器的 电压也会反向。 电流在 次级侧流动。 我们看一看 电流图。 这意味着在 t 导通期间， 初级电流始终 在增大，直到 开关 S1 打开 且开关 S2 闭合为止。 然后，电流 在次级侧流动 而在初级侧 减小， 直到整个循环结束， 然后 t 再次导通。 对于 Fly-Buck， 您应该始终尝试 将占空比保持在 40% 到 60% 的范围内。 在此，我想 解释一下其原因。 在 Fly-Buck 拓扑中， 关断期间会 传输次级侧 所需的 所有能量。 这意味着 负载周期更长， 因此导通时间 也更长， 剩余让能量从初级侧 传输到次级侧的 时间将减少。 这将产生 很大的峰值电流。 左下方的等式中 或右下方的图示中 也显示了 这种关系。 总体而言， 过低或过高的 占空比需要很短的 充电或能量传输 时间，这意味着 初级侧或 次级侧出现 很大的峰值电流。 您需要注意， 例如， 您遇到很大的 峰值电流时， 您的变压器也需要 很高的饱和电流额定值。 现在，我想谈一谈 漏电感。 每台变压器都会 受漏电感的影响。 漏电感表示 存在没有通过 磁芯返回而是 通过空气返回的 磁通线，因此 漏电感对 两个电感器 之间的耦合不起作用。 以下示例显示了 漏电感如何 影响峰值电流和 输出电压调节。 您可以看到 匝数比为 1 的 Fly-Buck 拓扑的传输功能。 上方的曲线显示 初级电压。 其他曲线显示 基于占空因素和 不同漏电感的 输出电压。 您可以看到 两种影响， 一种影响是， 在某个点增大占空因素时， 无法再正确 调节输出电压。 在漏电感增强时， 此影响会更糟糕。 此示例显示了 漏电感增大 会如何导致 峰值电流增大。 很大的漏电感 会进一步 导致系统 变得十分缓慢。 您可以看到 三条不同的曲线， 它们显示了通过初级 电感器的电流 以及在次级侧通过 二极管 D1 的电流。 正如您所见， 漏电感最低时， 二极管中的 峰值电流最大。 然而，如果这 超过某个点， 例如蓝线 中所示， 漏电感 将极高， 这会导致系统 太慢而可能 无法再调节输出。 例 3 显示了 增大正向电流时 在二极管上出现的电压降。 如果我们再次 查看例 2， 会发现漏电感 最低时， 通过二极管的 电流最大， 这意味着二极管上的 正向电压降 也最大。 这会导致 调节不佳， 因为初级侧电压 得到了调节， 但次级侧电压 未得到调节。 这意味着无法检测 次级侧的 准确输出电压是多少。 如果您希望了解有关 Fly-Buck 拓扑的更多信息， 只需访问我们的网站， 然后查找这些电源设计或 TI 设计。 或者只需输入 TI.com/automation 或 TI.com/flybuck。
大家好！ 欢迎观看此培训视频， 了解 PLC I/O 模块的 隔离式电源。 本培训分为 三个部分， 第一部分是简介， 说明在何处以及为何使用 隔离式电源，第二部分是 要构建隔离式电源 有哪些不同的 选择？ 本培训的 主要阐述 Fly-Buck 拓扑。 本培训将讨论 该拓扑的工作 原理并讨论 如何正确选择 占空比。 最后，将讨论漏电感的 一些影响。 我们常常使用 隔离式电源 将 PLC 模块的输入级 与主系统隔离。 这可防止多种问题， 例如防止产生可能 破坏模块或主系统的 接地回路或冷凝电流。 通常对于这些模块， 只需有限的电源。 隔离侧所需的 典型电源阵列 对于多路复用器 或运算放大器 为正负 15 伏， 而对于 ADC、基准 或数字隔离器 为正 5 伏或 3.3 伏。 可以通过不同方式 实现电源额定值。 这则示例展示了 以下解决方案。 为了生成在次级侧 有两个绕组的 正 15 伏电源变压器， 它将一个绕组 用于正 15 伏， 一个绕组用于负 15 伏。 随后，使用直流/直流 转换器从正 15 伏中 生成正 5 伏轨。 除了调节 和稳定 正负 15 伏轨， 使用了两个 LDO。 可以通过 若干种不同的 拓扑实现 隔离式电源。 典型的选择 是推挽拓扑， 这是一种易用的拓扑， 并且成本很低。 然而，它不能 提供任何调节。 对于匝数比 很高的变压器， 这尤其关键。 另一个选择是 反激式拓扑。 它通常用于 较高的功率级别。 然而，它只有一个 初级开关， 电压范围较宽 且具有良好的调节， 因此它在总体上 是极好的拓扑。 但是，对于反激式拓扑， 它需要一个光耦合器， 该部件易于成为 系统的弱点， 容易首先损坏。 反激式拓扑的 良好替代选项 是 Fly-Buck 拓扑。 Fly-Buck 用于低功率， 具有初级侧 调节，这意味着 无需光耦合器。 它具有非隔离式 和隔离式输出。 具有很宽的输入范围，但是 它的调节性不佳。 在这种情况下，调节性不佳 意味着大约为正负 5%。 此外，还有其他拓扑， 例如有源钳位、半桥 和全桥。 但是，对于这些 PLC 模块 所需的功耗要求而言， 这些拓扑通常 规模过大。 现在，我想多谈一点 Fly-Buck 拓扑、 它的工作原理以及 一些重要事项。 首先谈论的是这种拓扑本身。 我们采用标准 降压转换器， 它具有以下 输出电压。 随后我们采用 电感器、二极管和 电容器的组合。 我们将这两者与 一对电感器组合到一起。 这将产生右下方 所示的 以下等式。 现在，我们指定一个特定的 变压器绕组比。 因此，我们的 次级输出电压结果 为初级电压 乘以变压器 绕组比再减去 次级侧二极管的 电压。 我们稍微多讲一点 Fly-Buck 的工作原理。 在导通期间，开关 S1 闭合而开关 S2 打开。 这意味着 电流正在 流经初级电感器， 对电容器充电。 然而，因为次级 二极管 D1 已反向偏置， 所以在次级侧 没有电流在流动。 现在，在 t 关断期间， S1 开启而 S2 关闭。 这意味着，次级电感器 上的电压已反向， 因此次级电感器的 电压也会反向。 电流在 次级侧流动。 我们看一看 电流图。 这意味着在 t 导通期间， 初级电流始终 在增大，直到 开关 S1 打开 且开关 S2 闭合为止。 然后，电流 在次级侧流动 而在初级侧 减小， 直到整个循环结束， 然后 t 再次导通。 对于 Fly-Buck， 您应该始终尝试 将占空比保持在 40% 到 60% 的范围内。 在此，我想 解释一下其原因。 在 Fly-Buck 拓扑中， 关断期间会 传输次级侧 所需的 所有能量。 这意味着 负载周期更长， 因此导通时间 也更长， 剩余让能量从初级侧 传输到次级侧的 时间将减少。 这将产生 很大的峰值电流。 左下方的等式中 或右下方的图示中 也显示了 这种关系。 总体而言， 过低或过高的 占空比需要很短的 充电或能量传输 时间，这意味着 初级侧或 次级侧出现 很大的峰值电流。 您需要注意， 例如， 您遇到很大的 峰值电流时， 您的变压器也需要 很高的饱和电流额定值。 现在，我想谈一谈 漏电感。 每台变压器都会 受漏电感的影响。 漏电感表示 存在没有通过 磁芯返回而是 通过空气返回的 磁通线，因此 漏电感对 两个电感器 之间的耦合不起作用。 以下示例显示了 漏电感如何 影响峰值电流和 输出电压调节。 您可以看到 匝数比为 1 的 Fly-Buck 拓扑的传输功能。 上方的曲线显示 初级电压。 其他曲线显示 基于占空因素和 不同漏电感的 输出电压。 您可以看到 两种影响， 一种影响是， 在某个点增大占空因素时， 无法再正确 调节输出电压。 在漏电感增强时， 此影响会更糟糕。 此示例显示了 漏电感增大 会如何导致 峰值电流增大。 很大的漏电感 会进一步 导致系统 变得十分缓慢。 您可以看到 三条不同的曲线， 它们显示了通过初级 电感器的电流 以及在次级侧通过 二极管 D1 的电流。 正如您所见， 漏电感最低时， 二极管中的 峰值电流最大。 然而，如果这 超过某个点， 例如蓝线 中所示， 漏电感 将极高， 这会导致系统 太慢而可能 无法再调节输出。 例 3 显示了 增大正向电流时 在二极管上出现的电压降。 如果我们再次 查看例 2， 会发现漏电感 最低时， 通过二极管的 电流最大， 这意味着二极管上的 正向电压降 也最大。 这会导致 调节不佳， 因为初级侧电压 得到了调节， 但次级侧电压 未得到调节。 这意味着无法检测 次级侧的 准确输出电压是多少。 如果您希望了解有关 Fly-Buck 拓扑的更多信息， 只需访问我们的网站， 然后查找这些电源设计或 TI 设计。 或者只需输入 TI.com/automation 或 TI.com/flybuck。
大家好！
欢迎观看此培训视频， 了解 PLC I/O 模块的
隔离式电源。
本培训分为 三个部分，
第一部分是简介， 说明在何处以及为何使用
隔离式电源，第二部分是 要构建隔离式电源
有哪些不同的 选择？
本培训的 主要阐述
Fly-Buck 拓扑。
本培训将讨论 该拓扑的工作
原理并讨论 如何正确选择
占空比。
最后，将讨论漏电感的 一些影响。
我们常常使用 隔离式电源
将 PLC 模块的输入级 与主系统隔离。
这可防止多种问题， 例如防止产生可能
破坏模块或主系统的 接地回路或冷凝电流。
通常对于这些模块， 只需有限的电源。
隔离侧所需的 典型电源阵列
对于多路复用器 或运算放大器
为正负 15 伏， 而对于 ADC、基准
或数字隔离器 为正 5 伏或 3.3 伏。
可以通过不同方式 实现电源额定值。
这则示例展示了 以下解决方案。
为了生成在次级侧 有两个绕组的
正 15 伏电源变压器， 它将一个绕组
用于正 15 伏， 一个绕组用于负 15 伏。
随后，使用直流/直流 转换器从正 15 伏中
生成正 5 伏轨。
除了调节 和稳定
正负 15 伏轨， 使用了两个 LDO。
可以通过 若干种不同的
拓扑实现 隔离式电源。
典型的选择 是推挽拓扑，
这是一种易用的拓扑， 并且成本很低。
然而，它不能 提供任何调节。
对于匝数比 很高的变压器，
这尤其关键。
另一个选择是 反激式拓扑。
它通常用于 较高的功率级别。
然而，它只有一个 初级开关，
电压范围较宽 且具有良好的调节，
因此它在总体上 是极好的拓扑。
但是，对于反激式拓扑， 它需要一个光耦合器，
该部件易于成为 系统的弱点，
容易首先损坏。
反激式拓扑的 良好替代选项
是 Fly-Buck 拓扑。
Fly-Buck 用于低功率， 具有初级侧
调节，这意味着 无需光耦合器。
它具有非隔离式 和隔离式输出。
具有很宽的输入范围，但是 它的调节性不佳。
在这种情况下，调节性不佳 意味着大约为正负 5%。
此外，还有其他拓扑， 例如有源钳位、半桥
和全桥。
但是，对于这些 PLC 模块 所需的功耗要求而言，
这些拓扑通常 规模过大。
现在，我想多谈一点 Fly-Buck 拓扑、
它的工作原理以及 一些重要事项。
首先谈论的是这种拓扑本身。
我们采用标准 降压转换器，
它具有以下 输出电压。
随后我们采用 电感器、二极管和
电容器的组合。
我们将这两者与 一对电感器组合到一起。
这将产生右下方 所示的
以下等式。
现在，我们指定一个特定的 变压器绕组比。
因此，我们的 次级输出电压结果
为初级电压 乘以变压器
绕组比再减去 次级侧二极管的
电压。
我们稍微多讲一点 Fly-Buck 的工作原理。
在导通期间，开关 S1 闭合而开关 S2 打开。
这意味着 电流正在
流经初级电感器， 对电容器充电。
然而，因为次级 二极管 D1 已反向偏置，
所以在次级侧 没有电流在流动。
现在，在 t 关断期间， S1 开启而 S2 关闭。
这意味着，次级电感器 上的电压已反向，
因此次级电感器的 电压也会反向。
电流在 次级侧流动。
我们看一看 电流图。
这意味着在 t 导通期间， 初级电流始终
在增大，直到 开关 S1 打开
且开关 S2 闭合为止。
然后，电流 在次级侧流动
而在初级侧 减小，
直到整个循环结束， 然后 t 再次导通。
对于 Fly-Buck， 您应该始终尝试
将占空比保持在 40% 到 60% 的范围内。
在此，我想 解释一下其原因。
在 Fly-Buck 拓扑中， 关断期间会
传输次级侧 所需的
所有能量。
这意味着 负载周期更长，
因此导通时间 也更长，
剩余让能量从初级侧 传输到次级侧的
时间将减少。
这将产生 很大的峰值电流。
左下方的等式中 或右下方的图示中
也显示了 这种关系。
总体而言， 过低或过高的
占空比需要很短的 充电或能量传输
时间，这意味着 初级侧或
次级侧出现 很大的峰值电流。
您需要注意， 例如，
您遇到很大的 峰值电流时，
您的变压器也需要 很高的饱和电流额定值。
现在，我想谈一谈 漏电感。
每台变压器都会 受漏电感的影响。
漏电感表示 存在没有通过
磁芯返回而是 通过空气返回的
磁通线，因此 漏电感对
两个电感器 之间的耦合不起作用。
以下示例显示了 漏电感如何
影响峰值电流和 输出电压调节。
您可以看到 匝数比为 1 的
Fly-Buck 拓扑的传输功能。
上方的曲线显示 初级电压。
其他曲线显示 基于占空因素和
不同漏电感的 输出电压。
您可以看到 两种影响，
一种影响是， 在某个点增大占空因素时，
无法再正确 调节输出电压。
在漏电感增强时， 此影响会更糟糕。
此示例显示了 漏电感增大
会如何导致 峰值电流增大。
很大的漏电感 会进一步
导致系统 变得十分缓慢。
您可以看到 三条不同的曲线，
它们显示了通过初级 电感器的电流
以及在次级侧通过 二极管 D1 的电流。
正如您所见， 漏电感最低时，
二极管中的 峰值电流最大。
然而，如果这 超过某个点，
例如蓝线 中所示，
漏电感 将极高，
这会导致系统 太慢而可能
无法再调节输出。
例 3 显示了 增大正向电流时
在二极管上出现的电压降。
如果我们再次 查看例 2，
会发现漏电感 最低时，
通过二极管的 电流最大，
这意味着二极管上的 正向电压降
也最大。
这会导致 调节不佳，
因为初级侧电压 得到了调节，
但次级侧电压 未得到调节。
这意味着无法检测 次级侧的
准确输出电压是多少。
如果您希望了解有关 Fly-Buck 拓扑的更多信息，
只需访问我们的网站， 然后查找这些电源设计或 TI
设计。
或者只需输入 TI.com/automation
或 TI.com/flybuck。
大家好！ 欢迎观看此培训视频， 了解 PLC I/O 模块的 隔离式电源。 本培训分为 三个部分， 第一部分是简介， 说明在何处以及为何使用 隔离式电源，第二部分是 要构建隔离式电源 有哪些不同的 选择？ 本培训的 主要阐述 Fly-Buck 拓扑。 本培训将讨论 该拓扑的工作 原理并讨论 如何正确选择 占空比。 最后，将讨论漏电感的 一些影响。 我们常常使用 隔离式电源 将 PLC 模块的输入级 与主系统隔离。 这可防止多种问题， 例如防止产生可能 破坏模块或主系统的 接地回路或冷凝电流。 通常对于这些模块， 只需有限的电源。 隔离侧所需的 典型电源阵列 对于多路复用器 或运算放大器 为正负 15 伏， 而对于 ADC、基准 或数字隔离器 为正 5 伏或 3.3 伏。 可以通过不同方式 实现电源额定值。 这则示例展示了 以下解决方案。 为了生成在次级侧 有两个绕组的 正 15 伏电源变压器， 它将一个绕组 用于正 15 伏， 一个绕组用于负 15 伏。 随后，使用直流/直流 转换器从正 15 伏中 生成正 5 伏轨。 除了调节 和稳定 正负 15 伏轨， 使用了两个 LDO。 可以通过 若干种不同的 拓扑实现 隔离式电源。 典型的选择 是推挽拓扑， 这是一种易用的拓扑， 并且成本很低。 然而，它不能 提供任何调节。 对于匝数比 很高的变压器， 这尤其关键。 另一个选择是 反激式拓扑。 它通常用于 较高的功率级别。 然而，它只有一个 初级开关， 电压范围较宽 且具有良好的调节， 因此它在总体上 是极好的拓扑。 但是，对于反激式拓扑， 它需要一个光耦合器， 该部件易于成为 系统的弱点， 容易首先损坏。 反激式拓扑的 良好替代选项 是 Fly-Buck 拓扑。 Fly-Buck 用于低功率， 具有初级侧 调节，这意味着 无需光耦合器。 它具有非隔离式 和隔离式输出。 具有很宽的输入范围，但是 它的调节性不佳。 在这种情况下，调节性不佳 意味着大约为正负 5%。 此外，还有其他拓扑， 例如有源钳位、半桥 和全桥。 但是，对于这些 PLC 模块 所需的功耗要求而言， 这些拓扑通常 规模过大。 现在，我想多谈一点 Fly-Buck 拓扑、 它的工作原理以及 一些重要事项。 首先谈论的是这种拓扑本身。 我们采用标准 降压转换器， 它具有以下 输出电压。 随后我们采用 电感器、二极管和 电容器的组合。 我们将这两者与 一对电感器组合到一起。 这将产生右下方 所示的 以下等式。 现在，我们指定一个特定的 变压器绕组比。 因此，我们的 次级输出电压结果 为初级电压 乘以变压器 绕组比再减去 次级侧二极管的 电压。 我们稍微多讲一点 Fly-Buck 的工作原理。 在导通期间，开关 S1 闭合而开关 S2 打开。 这意味着 电流正在 流经初级电感器， 对电容器充电。 然而，因为次级 二极管 D1 已反向偏置， 所以在次级侧 没有电流在流动。 现在，在 t 关断期间， S1 开启而 S2 关闭。 这意味着，次级电感器 上的电压已反向， 因此次级电感器的 电压也会反向。 电流在 次级侧流动。 我们看一看 电流图。 这意味着在 t 导通期间， 初级电流始终 在增大，直到 开关 S1 打开 且开关 S2 闭合为止。 然后，电流 在次级侧流动 而在初级侧 减小， 直到整个循环结束， 然后 t 再次导通。 对于 Fly-Buck， 您应该始终尝试 将占空比保持在 40% 到 60% 的范围内。 在此，我想 解释一下其原因。 在 Fly-Buck 拓扑中， 关断期间会 传输次级侧 所需的 所有能量。 这意味着 负载周期更长， 因此导通时间 也更长， 剩余让能量从初级侧 传输到次级侧的 时间将减少。 这将产生 很大的峰值电流。 左下方的等式中 或右下方的图示中 也显示了 这种关系。 总体而言， 过低或过高的 占空比需要很短的 充电或能量传输 时间，这意味着 初级侧或 次级侧出现 很大的峰值电流。 您需要注意， 例如， 您遇到很大的 峰值电流时， 您的变压器也需要 很高的饱和电流额定值。 现在，我想谈一谈 漏电感。 每台变压器都会 受漏电感的影响。 漏电感表示 存在没有通过 磁芯返回而是 通过空气返回的 磁通线，因此 漏电感对 两个电感器 之间的耦合不起作用。 以下示例显示了 漏电感如何 影响峰值电流和 输出电压调节。 您可以看到 匝数比为 1 的 Fly-Buck 拓扑的传输功能。 上方的曲线显示 初级电压。 其他曲线显示 基于占空因素和 不同漏电感的 输出电压。 您可以看到 两种影响， 一种影响是， 在某个点增大占空因素时， 无法再正确 调节输出电压。 在漏电感增强时， 此影响会更糟糕。 此示例显示了 漏电感增大 会如何导致 峰值电流增大。 很大的漏电感 会进一步 导致系统 变得十分缓慢。 您可以看到 三条不同的曲线， 它们显示了通过初级 电感器的电流 以及在次级侧通过 二极管 D1 的电流。 正如您所见， 漏电感最低时， 二极管中的 峰值电流最大。 然而，如果这 超过某个点， 例如蓝线 中所示， 漏电感 将极高， 这会导致系统 太慢而可能 无法再调节输出。 例 3 显示了 增大正向电流时 在二极管上出现的电压降。 如果我们再次 查看例 2， 会发现漏电感 最低时， 通过二极管的 电流最大， 这意味着二极管上的 正向电压降 也最大。 这会导致 调节不佳， 因为初级侧电压 得到了调节， 但次级侧电压 未得到调节。 这意味着无法检测 次级侧的 准确输出电压是多少。 如果您希望了解有关 Fly-Buck 拓扑的更多信息， 只需访问我们的网站， 然后查找这些电源设计或 TI 设计。 或者只需输入 TI.com/automation 或 TI.com/flybuck。
大家好！
欢迎观看此培训视频， 了解 PLC I/O 模块的
隔离式电源。
本培训分为 三个部分，
第一部分是简介， 说明在何处以及为何使用
隔离式电源，第二部分是 要构建隔离式电源
有哪些不同的 选择？
本培训的 主要阐述
Fly-Buck 拓扑。
本培训将讨论 该拓扑的工作
原理并讨论 如何正确选择
占空比。
最后，将讨论漏电感的 一些影响。
我们常常使用 隔离式电源
将 PLC 模块的输入级 与主系统隔离。
这可防止多种问题， 例如防止产生可能
破坏模块或主系统的 接地回路或冷凝电流。
通常对于这些模块， 只需有限的电源。
隔离侧所需的 典型电源阵列
对于多路复用器 或运算放大器
为正负 15 伏， 而对于 ADC、基准
或数字隔离器 为正 5 伏或 3.3 伏。
可以通过不同方式 实现电源额定值。
这则示例展示了 以下解决方案。
为了生成在次级侧 有两个绕组的
正 15 伏电源变压器， 它将一个绕组
用于正 15 伏， 一个绕组用于负 15 伏。
随后，使用直流/直流 转换器从正 15 伏中
生成正 5 伏轨。
除了调节 和稳定
正负 15 伏轨， 使用了两个 LDO。
可以通过 若干种不同的
拓扑实现 隔离式电源。
典型的选择 是推挽拓扑，
这是一种易用的拓扑， 并且成本很低。
然而，它不能 提供任何调节。
对于匝数比 很高的变压器，
这尤其关键。
另一个选择是 反激式拓扑。
它通常用于 较高的功率级别。
然而，它只有一个 初级开关，
电压范围较宽 且具有良好的调节，
因此它在总体上 是极好的拓扑。
但是，对于反激式拓扑， 它需要一个光耦合器，
该部件易于成为 系统的弱点，
容易首先损坏。
反激式拓扑的 良好替代选项
是 Fly-Buck 拓扑。
Fly-Buck 用于低功率， 具有初级侧
调节，这意味着 无需光耦合器。
它具有非隔离式 和隔离式输出。
具有很宽的输入范围，但是 它的调节性不佳。
在这种情况下，调节性不佳 意味着大约为正负 5%。
此外，还有其他拓扑， 例如有源钳位、半桥
和全桥。
但是，对于这些 PLC 模块 所需的功耗要求而言，
这些拓扑通常 规模过大。
现在，我想多谈一点 Fly-Buck 拓扑、
它的工作原理以及 一些重要事项。
首先谈论的是这种拓扑本身。
我们采用标准 降压转换器，
它具有以下 输出电压。
随后我们采用 电感器、二极管和
电容器的组合。
我们将这两者与 一对电感器组合到一起。
这将产生右下方 所示的
以下等式。
现在，我们指定一个特定的 变压器绕组比。
因此，我们的 次级输出电压结果
为初级电压 乘以变压器
绕组比再减去 次级侧二极管的
电压。
我们稍微多讲一点 Fly-Buck 的工作原理。
在导通期间，开关 S1 闭合而开关 S2 打开。
这意味着 电流正在
流经初级电感器， 对电容器充电。
然而，因为次级 二极管 D1 已反向偏置，
所以在次级侧 没有电流在流动。
现在，在 t 关断期间， S1 开启而 S2 关闭。
这意味着，次级电感器 上的电压已反向，
因此次级电感器的 电压也会反向。
电流在 次级侧流动。
我们看一看 电流图。
这意味着在 t 导通期间， 初级电流始终
在增大，直到 开关 S1 打开
且开关 S2 闭合为止。
然后，电流 在次级侧流动
而在初级侧 减小，
直到整个循环结束， 然后 t 再次导通。
对于 Fly-Buck， 您应该始终尝试
将占空比保持在 40% 到 60% 的范围内。
在此，我想 解释一下其原因。
在 Fly-Buck 拓扑中， 关断期间会
传输次级侧 所需的
所有能量。
这意味着 负载周期更长，
因此导通时间 也更长，
剩余让能量从初级侧 传输到次级侧的
时间将减少。
这将产生 很大的峰值电流。
左下方的等式中 或右下方的图示中
也显示了 这种关系。
总体而言， 过低或过高的
占空比需要很短的 充电或能量传输
时间，这意味着 初级侧或
次级侧出现 很大的峰值电流。
您需要注意， 例如，
您遇到很大的 峰值电流时，
您的变压器也需要 很高的饱和电流额定值。
现在，我想谈一谈 漏电感。
每台变压器都会 受漏电感的影响。
漏电感表示 存在没有通过
磁芯返回而是 通过空气返回的
磁通线，因此 漏电感对
两个电感器 之间的耦合不起作用。
以下示例显示了 漏电感如何
影响峰值电流和 输出电压调节。
您可以看到 匝数比为 1 的
Fly-Buck 拓扑的传输功能。
上方的曲线显示 初级电压。
其他曲线显示 基于占空因素和
不同漏电感的 输出电压。
您可以看到 两种影响，
一种影响是， 在某个点增大占空因素时，
无法再正确 调节输出电压。
在漏电感增强时， 此影响会更糟糕。
此示例显示了 漏电感增大
会如何导致 峰值电流增大。
很大的漏电感 会进一步
导致系统 变得十分缓慢。
您可以看到 三条不同的曲线，
它们显示了通过初级 电感器的电流
以及在次级侧通过 二极管 D1 的电流。
正如您所见， 漏电感最低时，
二极管中的 峰值电流最大。
然而，如果这 超过某个点，
例如蓝线 中所示，
漏电感 将极高，
这会导致系统 太慢而可能
无法再调节输出。
例 3 显示了 增大正向电流时
在二极管上出现的电压降。
如果我们再次 查看例 2，
会发现漏电感 最低时，
通过二极管的 电流最大，
这意味着二极管上的 正向电压降
也最大。
这会导致 调节不佳，
因为初级侧电压 得到了调节，
但次级侧电压 未得到调节。
这意味着无法检测 次级侧的
准确输出电压是多少。
如果您希望了解有关 Fly-Buck 拓扑的更多信息，
只需访问我们的网站， 然后查找这些电源设计或 TI
设计。
或者只需输入 TI.com/automation
或 TI.com/flybuck。
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未学习 PLC I / O模块的隔离电源
00:09:11
播放中
视频简介
PLC I / O模块的隔离电源
所属课程：PLC I / O模块的隔离电源
发布时间：2019.03.11
视频集数：1
本节视频时长：00:09:11
培训从模拟输入模块的概述开始。显示了典型的元件及其电源电压。接下来，讨论可能的功率拓扑结构，如推挽式，反激式或fly-buck式，以及它们的优缺点。
培训的主要部分是关于Fly-Buck拓扑。 首先，解释工作原理。 然后给出关于正确选择占空比的提示。 此外，还介绍了变压器漏感的影响。
培训结束时概述了采用Fly-Buck拓扑的可用TI设计和电源设计。
