1、导言
开关变换器一般选用电压型和电流型两种操控方法。电压型操控器只要电压反应操控,电流型操控器增加了电流反应操控,电流型操控比电压型操控的 PWM 具有许多长处,它能主动对称校对、可完成逐周限流、输出并联作业便利、更快的负载动态呼应及简略的回路补偿等特性。
2、 高频电流型脉宽操控器 UC3825B
UC3825B 是高性能脉宽操控器。该操控器包括准确的电压基准、微功率发动电路、软发动、高频振荡器、宽带误带放大器、快速电流约束比较器、双脉冲按捺逻辑和双图腾柱输出驱动器。信号通过电流约束和比较器,逻辑和输出驱动器,具有很短的传输延时。
UC3825B 具有以下特色:适用于电压型或电流型开关电源电路;实践开关频率可达1MHz以上;输出脉冲最大传输延迟时间为50ns;具有两路大电流推拉式输出,峰值电流为2A,;具有软发动操控;具有逐脉冲限流比较器;具有全周期再发动的封闭式过流比较器;发动电流很小——典型值为100mA;在欠压确定期间,输出低电平及空载电流可下降到发动电流值。
3、 1MHz 电流型PWM DC/DC变换器
3.1 首要技术参数
输出电压:36V±3V
开关频率:1MHz
输出电压:5V
输出电流:20A
额外输出功率:100W
功率:86%
3.2 电路原理框图
图1为该1MHz 电流型 PWM DC/DC变换器的原理框图;变换器的主电路原理见图2。电流型操控电路以 UC3825B 为中心,开关频率为1MHz;变换器选用推挽式[3]主电路 ;同步整流选用功率 MOSFET 可控整流电路;辅佐电流由电阻和12V稳压管组成(也可选用自举电路),为 UC3825B 供给+12V 电源;电流采样是取变压器初级串联电阻上的电压(见图2中电阻R)。
3.3 UC3825B 的限流和占空比操控
变压器初级电流流过取样电阻R后,在R两头发生正比于初级电流的电压,该电压经 RC 滤波加到 UC3825B 的9脚,然后完成逐周限流。正常作业状态下,UC3825的9脚输入电压有必要低于1V 门限电压。9脚输入电压超越1V时,脉宽将随之变窄。当9脚输入电压超越1.4V时,输出电流中止,而且 UC3825B 开端软发动程序。
使用斜坡 RAMP 脚(7脚)输入信号, UC3825B 能够完成电流型操控或惯例的占空比操控。当该脚接守时电容器时,UC3825B 能够完成占空比操控。当 RAMP 脚接电流取样电阻时,UC3825B 能够完成电流型操控。在这种使用电路中,初级电流波形通过很小的RC滤波网络后,发生斜坡波形。RC网络的作用是斜率补偿。该输入信号的动态规模为1.3V,一般用来发生 PWM 斜率补偿。
3.4 同步整流电路
曩昔低电压输出的 DC/DC 开关变换器选用肖特基二级管作为同步整流管,其正向压降约为0.4 ~0.65V,低电压、大电流时通态功耗很大。因功率MOSFET管的正向压降很小,所以用功率MOSFET管作为输出的整流管。与肖特基二极管比较,用功率 MOSFET 管的长处除了正向压降很小外,还有阻断电压高,反向电流小等长处。图2所示为输出全波同步整流电路。功率MOSFET管VT1、VT2为两个整流管(VD1、VD2分别为VT1、VT2内部反并联二极管)。当变压器次级绕组同名端为正时,VT2、VD2一起导通,VT1、VD1阻断 ,在L1续流期间,VT1、VT2截止,VD1、VD2一起导通续流;反之,当变压器次级绕组同名端为负时,VT1、VD1一起导通,VT2、VD2阻断,在 L1续流期间,VT1、VT2截止,VD1、VD2一起导通续流。
采纳此功率 MOSFET 管整流电路,能够大大进步整流功率。输出+5V/20A,采纳导通电阻10mΩ的功率 MOSFET 管,则导通损耗为:
PON=10mΩ×(20A)2=4×103mW=4w
假如采纳肖特基二极管整流电路,肖特基二极管的导通压降取0.6V,则导通损耗为:
PON=0.6V×20A=12w
可见仅整流管损耗就减小8W,功率约能进步6%。
3.5 变压器的制作
初级绕组 N2与次级绕组 N4之间具有较严密的耦合;而初级绕组 N1到初级绕组 N2之间的耦合不很严厉。
3.6 高频规划
需求特别注意外部导体和元件的安置,减小不必要的电感和电容影响。一切的导线长度有必要尽可能地短。印制电路板应细心地安置元件及其衔接。功率 MOSFET 管栅极的电阻应选碳成分的电阻,以下降串联电感。
4、定论
使用高频电流型 PWM 操控器 UC3825B 研发的100W、1MHz 电流型 DC/DC 变换器在规划上彻底满意目标要求;而且,因为选用功率 MOSFET 管全波同步整流电路,使功率高达86%;这也标明电流型操控具有许多优势。
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