STMicroelectronics A6983I隔離式降壓轉(zhuǎn)換器專門設(shè)計(jì)用于隔離式降壓拓?fù)洹6983I的一次側(cè)輸出電壓可進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，而隔離式二次側(cè)輸出則使用給定的變壓器比產(chǎn)生。無光耦合器。一次側(cè)灌電流能力高達(dá)4.5A（即使在軟啟動(dòng)期間），可將能量適當(dāng)傳輸?shù)蕉蝹?cè)，并支持跟蹤二次側(cè)輸出的軟啟動(dòng)?？刂骗h(huán)路支持峰值電流模式架構(gòu)，STM A6983I在強(qiáng)制PWM下工作。變壓器漏電感產(chǎn)生的390ns消隱時(shí)間濾波器振蕩使這項(xiàng)解決方案更加穩(wěn)健。

數(shù)據(jù)手冊(cè)；*附件：STMicroelectronics A6983I隔離式降壓轉(zhuǎn)換器數(shù)據(jù)手冊(cè).pdf

A6983I采用緊湊型QFN-16（3mm x 3mm）封裝，具有內(nèi)部補(bǔ)償功能，因此可最大限度地降低設(shè)計(jì)復(fù)雜性和減小器件外形尺寸。開關(guān)頻率可在200kHz至1MHz范圍內(nèi)進(jìn)行編程，并具有可選的擴(kuò)展頻譜，以改善EMC。

特性

• 符合 AEC-Q100
• 工作溫度范圍：-40°C至+150°C (T J )
• 設(shè)計(jì)用于隔離式降壓拓?fù)?/li>
• 3.5 V 到 38 V 工作輸入電壓
• 可耐受高達(dá)40V的負(fù)載突降
• 一次側(cè)輸出電壓調(diào)節(jié)，無需光耦合器
• 拉/灌峰值一次側(cè)電流能力：4.5A
• 強(qiáng)制PWM運(yùn)行峰值電流模式架構(gòu)
• 消隱時(shí)間：390 ns
• 25 μA 運(yùn)行靜態(tài)電流
• 可編程開關(guān)頻率：200kHz至1MHz，搭配低ESR電容器可穩(wěn)定工作，最小2μF
• 內(nèi)部補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)
• 關(guān)斷電流：2μA
• 內(nèi)部軟啟動(dòng)
• 使能引腳
• 過壓保護(hù)
• 輸出電壓排序
• 熱保護(hù)
• 可選擴(kuò)頻，用于改善EMC
• 電源正常
• 與外部時(shí)鐘同步
• QFN-16 (3 mm x 3 mm) 封裝

框圖

典型應(yīng)用電路

Iso-buck通用示意圖

A6983I：面向汽車隔離電源的高效同步 iso-buck 轉(zhuǎn)換器

核心特性

• 寬輸入電壓范圍 ：3.5 V 至 38 V，支持40 V負(fù)載突降
• 高輸出能力 ：4.5 A 峰值電流（源/吸）
• 無需光耦 ：通過變壓器匝比實(shí)現(xiàn)次級(jí)輸出電壓
• 高效率架構(gòu) ：強(qiáng)制PWM工作模式，支持負(fù)電流傳輸
• 可編程開關(guān)頻率 ：200 kHz 至 1 MHz，支持?jǐn)U頻調(diào)制以優(yōu)化EMC
• 低靜態(tài)電流 ：25 μA（工作狀態(tài)），2 μA（關(guān)斷狀態(tài)）
• 全面保護(hù)功能 ：過壓、過流、欠壓鎖定、熱關(guān)斷
• AEC-Q100 認(rèn)證 ，工作結(jié)溫范圍 -40°C 至 +150°C
• 小封裝 ：QFN16（3x3 mm）

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與工作原理

A6983I 采用 iso-buck 拓?fù)?/strong> ，將傳統(tǒng) buck 轉(zhuǎn)換器中的電感替換為變壓器，實(shí)現(xiàn)輸入與輸出的電氣隔離。其工作原理如下：

• 主邊調(diào)節(jié) ：通過反饋電阻網(wǎng)絡(luò)精確控制主邊輸出電壓。
• 副邊輸出 ：通過變壓器匝比生成隔離輸出電壓，無需額外反饋環(huán)路。
• 能量傳輸 ：
  • 高邊MOSFET導(dǎo)通時(shí)，能量存儲(chǔ)在主邊電感和變壓器中；
  • 低邊MOSFET導(dǎo)通時(shí)，能量通過變壓器傳遞至副邊。

這種結(jié)構(gòu)不僅簡(jiǎn)化了設(shè)計(jì)，還實(shí)現(xiàn)了 主副邊同步軟啟動(dòng) ，確保系統(tǒng)啟動(dòng)平穩(wěn)。

關(guān)鍵設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1. 變壓器選型

變壓器是 iso-buck 設(shè)計(jì)的核心，需考慮以下參數(shù)：

• 匝比 N ：決定副邊輸出電壓
• 漏感 ：應(yīng)控制在 1% 以下 以優(yōu)化負(fù)載調(diào)節(jié)
• 繞組電阻 ：影響效率和輸出電壓精度
• 隔離等級(jí) ：根據(jù)應(yīng)用需求選擇（如 2 kV 或 4 kV）

2. 頻率設(shè)置與擴(kuò)頻

通過 FSW 引腳外接電阻可設(shè)置開關(guān)頻率。若將電阻接至 VCC，則啟用 擴(kuò)頻功能 ，頻率在設(shè)定值附近 ±5% 范圍內(nèi)調(diào)制，有效降低 EMI。

3. 輸出電容與濾波

• 主邊輸出電容 ：影響輸出電壓紋波和負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)
• 副邊輸出電容 ：決定副邊電壓紋波，需根據(jù)負(fù)載電流和開關(guān)頻率計(jì)算

4. 保護(hù)機(jī)制

• 過壓保護(hù)（OVP） ：觸發(fā)時(shí)低邊MOSFET導(dǎo)通，吸收電流限制在 -4.5 A
• 過流保護(hù)（OCP） ：通過高邊和低邊電流檢測(cè)實(shí)現(xiàn)全周期保護(hù)
• 熱關(guān)斷 ：結(jié)溫超過 165°C 時(shí)停止開關(guān)，30°C 滯后后恢復(fù)

典型應(yīng)用電路

A6983I 的典型應(yīng)用電路如圖2所示（數(shù)據(jù)手冊(cè)第5頁(yè)），主要包括：

• 輸入濾波電容（CIN）
• VINLDO 濾波網(wǎng)絡(luò)（RLDO、CLDO）
• 反饋電阻網(wǎng)絡(luò)（RFB1、RFB2）
• 自舉電容（CB）
• 變壓器與肖特基二極管（D1）
• 輸出電容（COUT、CSEC）

所有元件均采用汽車級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，確保系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。

性能表現(xiàn)

• 效率 ：主邊輸出效率最高可達(dá) 90% ，副邊效率受變壓器和二極管影響
• 線性調(diào)節(jié)率 ：主邊輸出幾乎不受輸入電壓變化影響
• 負(fù)載調(diào)節(jié)率 ：副邊輸出受變壓器漏感和負(fù)載電流影響較大

應(yīng)用場(chǎng)景

• 汽車 IGBT/SiC MOSFET 柵極驅(qū)動(dòng)電源
• 車載充電器（OBC）
• 電驅(qū)系統(tǒng)電源
• 工業(yè)隔離電源模塊