多路輸出電源負(fù)載交錯(cuò)性能改善

時(shí)間：2011-03-28 07:24:09

關(guān)鍵字：電源多路輸出 DC/DC變換器矩形

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[導(dǎo)讀]本文采用200kHz矩形脈沖對(duì)兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的控制單元進(jìn)行脈沖前沿同步，降低電磁干擾(EMI)。采用新一代BICMOS電流型控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了控制電路的靜態(tài)工作電流和啟動(dòng)電流，大大改善了多路輸出電源負(fù)

本文采用200kHz矩形脈沖對(duì)兩個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的控制單元進(jìn)行脈沖前沿同步，降低電磁干擾(EMI)。采用新一代BICMOS電流型控制技術(shù)，提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性，降低了控制電路的靜態(tài)工作電流和啟動(dòng)電流，大大改善了多路輸出電源負(fù)載交錯(cuò)性能。特別適合不對(duì)稱負(fù)載的場(chǎng)合或?qū)ΨQ負(fù)載的場(chǎng)合。

　　雙路輸出雙閉環(huán)控制DC/DC變換器采用了兩組DC/DC變換器并行工作方式，且均由脈沖發(fā)生器產(chǎn)生200kHz矩形脈沖來控制。兩組變換器的驅(qū)動(dòng)器和脈寬調(diào)制器(PWM)使用的常數(shù)是相同的，兩組MOSFET的柵-源級(jí)波形的前沿同時(shí)開啟。

　　這種結(jié)構(gòu)并行工作的特點(diǎn)如下：

　　1)與目前國內(nèi)外普遍采用的聯(lián)合采樣，脈寬調(diào)制型DC/DC模塊相比，負(fù)載交叉調(diào)節(jié)性能得到大大提高;

　　2)由于兩組變換器用同一種電路結(jié)構(gòu)，所使用的元器件相同，簡化了設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、維護(hù)工作。

　　由于采用了兩組電路完全相同的變換器、控制電路及保護(hù)電路，所以，電路選擇簡單、控制簡單，成本低。

　　對(duì)于低壓輸入、次級(jí)小于50W輸出的電源，選擇單端反激式變換電路有以下特點(diǎn)：

　　1)使用單只場(chǎng)效應(yīng)管和單只輸出整流二極管，省去了體積較大的輸出濾波電感;

　　2)只須配置簡單的箝位網(wǎng)絡(luò)元件;

　　3)可以使用兩只小型MMP磁環(huán)作為變壓器，能滿足小型化要求。

　　控制電路的設(shè)計(jì)包括PWM控制器的選擇，同步脈沖發(fā)生器的設(shè)計(jì)以及隔離反饋等電路的設(shè)計(jì)。

　　基于簡化電路、簡化設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想，選擇第三代BICMOS電流型控制芯片。由于這種芯片靜態(tài)工作電流小以及先進(jìn)的前沿消隱等特點(diǎn)，使得DC/DC變換器的啟動(dòng)電路大大簡化。由于采用前沿消隱技術(shù)，使得電流信號(hào)采樣電路也同樣得到簡化。

　　同步脈沖發(fā)生器采用了傳輸比較高的自激振蕩器，產(chǎn)生約200kHz，占空比50%的矩形脈沖。同步矩形脈沖分別送到兩組變換器的電流控制型芯片的同步端子，以實(shí)現(xiàn)PWM輸出脈沖的前沿同步。由于目前能產(chǎn)生矩形脈沖的自激振蕩器很多，本文不再贅述，須指出的是在電路設(shè)計(jì)時(shí)，需要阻抗匹配好，就可達(dá)到同步前沿的目的。

　　本文介紹的雙路輸出雙閉環(huán)控制DC/DC變換器，經(jīng)過樣機(jī)試制后達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)：

　　輸入直流電壓 DC16～40V;

　　輸出直流電壓 ±15V/1.5A，最大2A;

　　負(fù)載穩(wěn)定度 +15V0.1%;-15V0.1%;

　　電壓穩(wěn)定度 ≤0.1%;

　　交叉調(diào)節(jié) 0%;

　　輸出紋波電壓峰峰值 VP-P≤100mV;

　　效率 88%;

　　外形尺寸 60mm×60mm×12.7mm;

　　功能具有輸出過流、短路、過壓保護(hù)功能。

　　1)我們研制的雙路輸出DC/DC變換器，采用200kHz矩形脈沖同步，效率為88%，長期工作電路穩(wěn)定。

　　2)為了進(jìn)一步提高效率，功率MOSFET的開關(guān)速度必須提高。驅(qū)動(dòng)電路須作進(jìn)一步改進(jìn)，應(yīng)選擇高頻等效參數(shù)更佳的表貼元器件。