【導(dǎo)讀】ROHM開(kāi)發(fā)出無(wú)需利用二次側(cè)的輸出電壓反饋即可穩(wěn)定輸出的隔離型反激式DC/DC轉(zhuǎn)換器IC。隔離型反激式轉(zhuǎn)換器多用于FA設(shè)備和工業(yè)設(shè)備的電源，為絕緣反饋路徑而使用光耦或變壓器的輔助繞組。然而，光耦與其他組成元器件相比壽命較短，因此課題之一就是維護(hù)保養(yǎng)。新產(chǎn)品“BD7F系列”無(wú)需使用光耦或輔助繞組即可穩(wěn)定輸出，同時(shí)具有“小型化、設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化、具備傳統(tǒng)反激式轉(zhuǎn)換器無(wú)法實(shí)現(xiàn)的穩(wěn)定性和瞬態(tài)響應(yīng)特性”的特點(diǎn)。針對(duì)“BD7F系列”的詳細(xì)信息，我們采訪(fǎng)了ROHM株式會(huì)社的應(yīng)用工程師今村 洋壽先生。
－聽(tīng)說(shuō)此次推出的“BD7F系列”，是不使用光耦的隔離型反激式轉(zhuǎn)換器IC。首先請(qǐng)介紹一下本系列產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)理念。
“BD7F系列”是以“解決以往的隔離型反激式轉(zhuǎn)換器存在的課題”為目的開(kāi)發(fā)的。課題有幾個(gè)，為便于理解這些課題，先介紹一下以往的隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)。
一般隔離型反激式轉(zhuǎn)換器為了使輸出穩(wěn)定，需要將二次側(cè)的輸出電壓反饋到一次側(cè)的控制電路。這種通過(guò)反饋環(huán)路實(shí)現(xiàn)輸出穩(wěn)定化的做法是穩(wěn)定化電源的基本控制方法，與轉(zhuǎn)換器的方式和絕緣、非絕緣無(wú)關(guān)。
隔離型反激式轉(zhuǎn)換器具有輸入和控制電路的一次側(cè)和輸出的二次側(cè)是通過(guò)變壓器絕緣的，但如果將二次側(cè)的輸出通過(guò)布線(xiàn)直接反饋到一次側(cè)的話(huà)，二次側(cè)和一次側(cè)會(huì)導(dǎo)通，無(wú)法構(gòu)成絕緣電源。而保持絕緣需要將反饋路徑絕緣，一般采取添加絕緣元件光耦、或給變壓器添加輔助繞組（也稱(chēng)為“三級(jí)繞組”）的方法。
右側(cè)的電路圖為上端由光耦、下端由輔助繞組構(gòu)成的反饋路徑絕緣示意圖。就像前面說(shuō)明的一樣，輸出VOUT的電壓經(jīng)由光耦反饋到控制IC的FB引腳。在這個(gè)電路中，除了光耦還需要幾個(gè)電阻、電容器、分路調(diào)節(jié)器（電壓基準(zhǔn)），而且還需要光耦的集電極電源。在這種情況下，元器件數(shù)量增加，還需要電路設(shè)計(jì)。
下面使用輔助繞組的例子中，首先需要準(zhǔn)備具有輔助繞組的變壓器，基本上是需要變壓器設(shè)計(jì)的。另外還需要整流用的電容器和二極管，還有電阻。由于增加了1個(gè)繞組，變壓器體積當(dāng)然會(huì)變大。
－的確，感覺(jué)設(shè)計(jì)很麻煩。
總之，以往方式存在需要添加元器件和電路設(shè)計(jì)、電路規(guī)模也增大的課題。
另外還有一個(gè)非常大的課題。就是光耦與其他元器件相比，屬于壽命較短的元器件。實(shí)際上發(fā)光二極管也會(huì)發(fā)光，產(chǎn)生稱(chēng)為“aging”或“燒損”的老化現(xiàn)象，無(wú)法正常發(fā)揮其功能。也就是壽命耗盡。IC的話(huà)，基本上沒(méi)有耗盡原本壽命的情況。因?yàn)镮C具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出耐用年數(shù)的壽命。聽(tīng)說(shuō)近年來(lái)的光耦也在致力于改善這個(gè)課題，但不同的制造商和品種其光耦的壽命也不盡相同。
－具體的壽命是多長(zhǎng)呢？
這是個(gè)很難回答的問(wèn)題。因?yàn)槭褂脳l件不同壽命也不同，不能一概而論。反而考慮到流動(dòng)的電流、使用溫度和稼動(dòng)率等因素，確保例如“工作壽命10年”的設(shè)計(jì)可能比較多。但是，也不都是出于這樣考慮的設(shè)計(jì)，還有考慮到光耦本身的壽命、與成本等的關(guān)系等的諸多設(shè)計(jì)。
－姑且不談實(shí)際上是否10年，假如是10年左右的壽命的話(huà)，比如在耐用年數(shù)較長(zhǎng)的工業(yè)設(shè)備等中會(huì)產(chǎn)生什么問(wèn)題呢？
這是非常關(guān)鍵的要點(diǎn)。很明顯，與IC等相比壽命較短，這可能是稍微極端的說(shuō)法，即“使用光耦的絕緣電源的壽命難免只能是光耦的壽命”。
－這樣還真讓人很作難，或者說(shuō)這樣可以嗎？
當(dāng)然不好。誰(shuí)都希望設(shè)備盡量長(zhǎng)時(shí)間地工作。不過(guò)，目前的做法是根據(jù)預(yù)計(jì)壽命進(jìn)行維護(hù)、也就是保養(yǎng)。多數(shù)是在進(jìn)入可靠性的浴盆曲線(xiàn)所示的磨耗故障期之前進(jìn)行更換。僅更換光耦是比較罕見(jiàn)的。電源如果是模塊或單元，應(yīng)該是按模塊或單元進(jìn)行更換的。
－所以BD7F系列最大的亮點(diǎn)就是“無(wú)需光耦”吧。
元器件數(shù)量減少、設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單具有包括成本方面在內(nèi)的諸多優(yōu)勢(shì)，但延長(zhǎng)電源的壽命，可使維護(hù)保養(yǎng)的間隔更長(zhǎng)、維護(hù)保養(yǎng)成本更低，這是比其他優(yōu)勢(shì)都重要的最大亮點(diǎn)。這在耐用年數(shù)較長(zhǎng)的工業(yè)設(shè)備等中，可能比單單延長(zhǎng)耐用年數(shù)還要重要。只要能理解這一點(diǎn)，就能認(rèn)識(shí)到本系列產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)所在。
－使用BD7F系列的隔離型反激式轉(zhuǎn)換器的電路結(jié)構(gòu)是怎樣的？
請(qǐng)看右側(cè)的電路圖。我想甚至無(wú)需和前面的以往方式相比較來(lái)看。作為電路，向FB引腳的反饋經(jīng)由變壓器的一次側(cè)繞組，僅插入了1枚電阻。如圖所示，沒(méi)有從二次側(cè)的反饋路徑，因此必然不存在以往方式所需的用來(lái)絕緣的光耦或輔助繞組。
－僅看電路圖的話(huà)，好像是不穩(wěn)定的絕緣電源，那么穩(wěn)定性如何呢？
當(dāng)然很穩(wěn)定。
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