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。

　　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。