2EP1XXR系列全桥变压器驱动器工作原理（二）——多种方式灵活调节峰值整流应用下的输出电压

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在2EP1XXR系列全桥变压器驱动器工作原理(一)—如何通过占空比调节峰值整流应用下的输出电压中，我们带大家从输入到输出逐级了解了如何使用2EP1XXR系列来构建一款隔离电源，并详细介绍了2EP130R在峰值整流应用下占空比调压的工作原理，掌握了其核心串联电容Cesr的作用以及Vcesr和隔离输出电压的关系。

如果有哪位细心的读者也试着动动手推导公式，将串联电容电压公式与隔离输出电压合二为一后，就可以发现在实际应用中，Cesr两端的电压并不重要，因为隔离输出电压本质上是包含2EP的供电电压Vdd，变压器匝比TTR，占空比D和峰值整流二极管两端压降Vdf的函数表达式（注：此处为简化计算，用Vdf统一代替前文出现的Vd1f和Vd2f），见下图1。

这个公式在实践中意味我们不止可以通过占空比D，还可灵活使用Vdd、变压器匝比TTR等来调节峰值整流应用下的输出电压。

图1. 隔离输出电压表达式的演变

2EP130R的Vdd变化对隔离输出电压的影响

首先，我们来看下输入电压变化对隔离输出电压的影响。2EP支持在4.5V~20V的宽输入电源范围内工作，在实际应用中，我们应该选择稳定的输入电压，这才能获得目标的隔离输出电压。

图2是输入电压Vdd变化对隔离输出电压变化的影响示意图，我们假设先前选择的输入电压略有下降，该电压降首先影响内置全桥的输出电压幅值，进而影响到串联电容器的偏移电压幅度。由于占空比D、变压器匝比TTR以及其余器件保持不变，这种初级幅值的变化将进一步传递至次级，并降低次级侧电压及其整流电压。很明显，输入电压的变化会影响到输出电压的幅值，但是正负隔离电压之间的比例关系会有影响吗？

图2. 输入电压VDD变化对隔离输出电压变化的影响示意图

在本例应用中，通常选用二极管的压降在0.4V~0.5V左右，在考虑正负隔离输出电压的比值关系时，若我们忽略副边整流二极管的压降Vdf，也即把Vcc、Vee的表达式简化成(1)和(2)，就能发现正负隔离输出电压幅值的比率是一个仅和D有关的表达式，如下公式(3)所示。

公式(3)在实践中意味着尽管2EP输入电压Vdd变化后会引起输出隔离电压的幅值发生变化，但正负隔离电压之间的比值仅和D有关，若是D未改变，正负隔离电压间的比值也不会变化。

2EP130R的TTR变化对隔离输出电压的影响

接下来看看变压器传输比变化的影响，TTR与2EP一起用于提供隔离和电压传输特性，2EP可以在灵活的TTR范围内工作，在目标应用条件下，通过计算可得到实现输出电压所需的匝比。下图3是变压器匝比TTR变化对输出电压影响的示意图。

图3. TTR变化对输出电压变化的影响示意图

在本例中，我们假设实际用的变压器的TTR比理论计算值更高，从图中可以看到较初次级侧的高匝数比将降低次级两端电压，最终降低了整流后的输出电压幅值。也即，输出电压与初级侧到次级侧匝比成反比，但是正负输出电压之间的比率关系，如前所述，若是D未发生变化，则仍保持正负电压之比恒定。

2EP EiceDRIVER Power—

助力驱动隔离供电的设计简化

在不同应用中需要设定不同的目标输出电压，以上分析可清晰表明，VDD和TTR可调节正负隔离输出电压的幅值，而正负输出电压之间的比率可通过简单的占空比参数变化来调节。2EP130R支持10%~50%的占空比调节，在峰值整流应用中可实现隔离正负输出电压比在1：1~9：1间的调变化。因此，峰值整流隔离输出电压很灵活，可适用于各种各样的功率开关，这使得2EP EiceDRIVER™ Power成为驱动任何功率开关隔离电源的理想集成电路，无论是英飞凌的CoolGAN™ MOS管，CoolMOS™ MOSFET、TRENCHSTOP™ IGBT、CoolSiC™ MOSFET和任何其他功率开关。得益于其高达13W的高功率输出能力，2EP系列不仅支持分立器件，还可应用于各种功率模块。

下图4是一个以三相电机应用为背景，在不同电流等级功率器件驱动供电的配置示意图，涵盖的IGBT电流等级从50A~到600A，对于在指定fsw下的每相开关的驱动功率需求，我们先以经验值设定在0.25~2.5W。2EP可以支持具有两个或更多个输出绕组，或者在同一个2EP上接多个变压器，只要2EP在其输出电流范围内工作，这是进一步降低BOM清单成本，实现低功率要求的好办法。