多路輸出電源負載交錯性能改善
本文采用200kHz矩形脈沖對兩個結構完全相同的控制單元進行脈沖前沿同步,降低電磁干擾(EMI)。采用新一代BICMOS電流型控制技術,提高了系統穩定性,降低了控制電路的靜態工作電流和啟動電流,大大改善了多路輸出電源負載交錯性能。特別適合不對稱負載的場合或對稱負載的場合。
本文引用地址:http://www.j9360.com/article/179294.htm雙路輸出雙閉環控制DC/DC變換器采用了兩組DC/DC變換器并行工作方式,且均由脈沖發生器產生200kHz矩形脈沖來控制。兩組變換器的驅動器和脈寬調制器(PWM)使用的常數是相同的,兩組MOSFET的柵-源級波形的前沿同時開啟。
這種結構并行工作的特點如下:
1)與目前國內外普遍采用的聯合采樣,脈寬調制型DC/DC模塊相比,負載交叉調節性能得到大大提高;
2)由于兩組變換器用同一種電路結構,所使用的元器件相同,簡化了設計、生產、維護工作。
由于采用了兩組電路完全相同的變換器、控制電路及保護電路,所以,電路選擇簡單、控制簡單,成本低。
對于低壓輸入、次級小于50W輸出的電源,選擇單端反激式變換電路有以下特點:
1)使用單只場效應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絡元件;
3)可以使用兩只小型MMP磁環作為變壓器,能滿足小型化要求。
控制電路的設計包括PWM控制器的選擇,同步脈沖發生器的設計以及隔離反饋等電路的設計。
基于簡化電路、簡化設計的指導思想,選擇第三代BICMOS電流型控制芯片。由于這種芯片靜態工作電流小以及先進的前沿消隱等特點,使得DC/DC變換器的啟動電路大大簡化。由于采用前沿消隱技術,使得電流信號采樣電路也同樣得到簡化。
同步脈沖發生器采用了傳輸比較高的自激振蕩器,產生約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,以實現PWM輸出脈沖的前沿同步。由于目前能產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計時,需要阻抗匹配好,就可達到同步前沿的目的。
本文介紹的雙路輸出雙閉環控制DC/DC變換器,經過樣機試制后達到如下技術指標:
輸入直流電壓 DC16~40V;
輸出直流電壓 ±15V/1.5A,最大2A;
負載穩定度 +15V0.1%;-15V0.1%;
電壓穩定度 ≤0.1%;
交叉調節 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%,長期工作電路穩定。
2)為了進一步提高效率,功率MOSFET的開關速度必須提高。驅動電路須作進一步改進,應選擇高頻等效參數更佳的表貼元器件。
3)由于兩組相同的變換器安裝在外形尺寸較小的外殼中,更應重視PCB最優化設計,注意接地,避免大環路高頻電流的擾動以及工藝技術,方能達到更好的效果。
本文介紹的DC/DC變換器,通過樣機試制以及大量的試驗后即將投入使用。
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