Обратноходовой преобразователь — высоковольтный регулятор собранный полностью на SMD компонентах
Обратноходовой преобразователь: собрать источник высокого напряжения, преобразуя относительно низкое входное напряжение, может быть непросто, особенно, если требуется конструкция для поверхностного монтажа. Сложно найти SMD компоненты с нужными характеристиками, особенно трансформаторы и силовые ключи.
Найти высоковольтные конденсаторы для поверхностного монтажа также может быть трудно. Схема на Рисунке 1 преобразует входное напряжение 25 В в выходное напряжение 100 В. Схема представляет собой типичный обратноходовой преобразователь, в котором для работы с высоким напряжением используется несколько хорошо отработанных схемных решений.
Первый метод заключается в том, чтобы включить n-канальный MOSFET (Si4480) последовательно с внутренним мощным транзистором микросхемы IС1. При выключении коммутирующего транзистора на нем выделяется большое напряжение. Высокое коммутируемое напряжение представляет собой сумму входного напряжения и отраженного выходного напряжения первичной обмотки трансформатора.
Использование каскодного полевого транзистора не только увеличивает допустимое коммутируемое напряжение, но также устраняет необходимость в снабберной цепочке, параллельной первичной обмотке трансформатора. Когда напряжение на истоке становится низким, MOSFET, естественно включается. Но подать входное напряжение непосредственно на затвор нельзя, поскольку максимальное входное напряжение (25 В) превышает максимально допустимое значение ±20 В для напряжения затвора и истока MOSFET.
Поэтому в схему добавлен эмиттерный повторитель для подачи постоянного напряжения на затвор MOSFET. Резистор сопротивлением 1 кОм ограничивает ток через стабилитрон 8.2 В и обеспечивает базовый ток n-p-п транзистора. В результате на эмиттере n-p-п транзистора и на подключенном к нему затворе MOSFET устанавливается напряжение 7.5 В — более чем достаточное для МОП-транзистора с логическим уровнем управления.
Вход VIN микросхемы IC1 также подключен к эмиттеру транзистора через RC-фильтр. Удобной особенностью этой схемы является то, что коммутирующее напряжение микросхемы через диод подается обратно на вход. Такое включение позволяет немного повысить КПД и компенсировать его потерю из-за использования каскодного полевого транзистора и эмиттерного повторителя. На Рисунке 2 приведены графики зависимости КПД регулятора от нагрузки для двух вариантов схемы: с бутстрепным диодом и без него.