1 引言

　　電源是一切設(shè)備的核心，重要性猶如人體的心臟，但是電源卻有許多形式。電源的參數(shù)一般有電壓，功率，負(fù)載電流，噪聲以及在負(fù)載動(dòng)態(tài)情況下各個(gè)參數(shù)的變化等等，在同一個(gè)參數(shù)下面，又有重量、體積、效率、可靠度等指標(biāo)，因此電源的形式是極其多的。通常的電力（市電）需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換才可以變成我們各種設(shè)備所需要的，例如：交流變成直流，高電壓變?yōu)榈碗妷?，低頻變?yōu)楦哳l等等。其實(shí)變換的過程就是我們通過一定的手段獲得我們需要的電源形式。

　　按業(yè)界的稱呼，AC-DC（AC轉(zhuǎn)換成DC,AC為交流，DC為直流）稱為整流，包括整流和離線式變換；DC-AC稱為逆變，AC-AC稱為交流-交流變頻（同時(shí)伴隨變電壓），DC-DC稱為直流-直流變換。我們可以采用多種方式達(dá)到轉(zhuǎn)換的目的，目前主要是以半導(dǎo)體器件來(lái)實(shí)現(xiàn)變換。通常來(lái)說(shuō)，凡是采用半導(dǎo)體功率器件作為開關(guān)，將一種電源形式轉(zhuǎn)換成另一種電源形式的電路我們都稱為開關(guān)變換器電路。只要轉(zhuǎn)換時(shí)使用了自動(dòng)閉環(huán)穩(wěn)定輸出并帶有保護(hù)功能則稱為開關(guān)電源。開關(guān)電源主要組成就是DC-DC變換器，它是轉(zhuǎn)換的核心，和頻率有關(guān)，而且DC-DC變換所達(dá)到的頻率是最高的。我們經(jīng)常聽到離線式開關(guān)變換器，其實(shí)它就是AC-DC變換，也有人稱它為開關(guān)整流器，但它不是單純意義上的整流，而是整流后又做了DC-DC變換。

　　2 高頻電流型脈寬控制器 UC3825B

　　UC3825B 是高性能脈寬控制器.該控制器包含精確的電壓基準(zhǔn)、微功率啟動(dòng)電路、軟啟動(dòng)、高頻振蕩器、寬帶誤帶放大器、快速電流限制比較器、雙脈沖抑制邏輯和雙圖騰柱輸出驅(qū)動(dòng)器。信號(hào)經(jīng)過電流限制和比較器，邏輯和輸出驅(qū)動(dòng)器，具有很短的傳輸延時(shí)。

　　UC3825B 具有以下特點(diǎn)：適用于電壓型或電流型開關(guān)電源電路；實(shí)際開關(guān)頻率可達(dá)1MHz以上；輸出脈沖最大傳輸延遲時(shí)間為50ns;具有兩路大電流推拉式輸出，峰值電流為2A,;具有軟啟動(dòng)控制；具有逐脈沖限流比較器；具有全周期再啟動(dòng)的封鎖式過流比較器；啟動(dòng)電流很小--典型值為100mA;在欠壓鎖定期間，輸出低電平及空載電流可降低到啟動(dòng)電流值。

　　3 1MHz 電流型 PWM DC/DC變換器

　　3.1 主要技術(shù)參數(shù)

　　輸出電壓：36V±3V

　　開關(guān)頻率：1MHz

　　輸出電壓：5V

　　輸出電流：20A

　　額定輸出功率：100W

　　效率：86%

　　3.2 電路原理框圖

　　圖1為該1MHz 電流型 PWM DC/DC變換器的原理框圖；變換器的主電路原理見圖2.電流型控制電路以 UC3825B 為核心，開關(guān)頻率為1MHz;變換器采用推挽式[3]主電路 ;同步整流采用功率 MOSFET 可控整流電路；輔助電流由電阻和12V穩(wěn)壓管組成（也可采用自舉電路），為 UC3825B 提供+12V 電源；電流采樣是取變壓器初級(jí)串聯(lián)電阻上的電壓（見圖2中電阻R）。[!--empirenews.page--]

　　3.3 UC3825B 的限流和占空比控制

　　變壓器初級(jí)電流流過取樣電阻R后，在R兩端產(chǎn)生正比于初級(jí)電流的電壓，該電壓經(jīng) RC 濾波加到 UC3825B 的9腳，從而實(shí)現(xiàn)逐周限流。正常工作狀態(tài)下，UC3825的9腳輸入電壓必須低于1V 門限電壓。9腳輸入電壓超過1V時(shí)，脈寬將隨之變窄。當(dāng)9腳輸入電壓超過1.4V時(shí)，輸出電流中斷，并且 UC3825B 開始軟啟動(dòng)程序。

　　利用斜坡 RAMP 腳（7腳）輸入信號(hào)， UC3825B 可以實(shí)現(xiàn)電流型控制或常規(guī)的占空比控制。當(dāng)該腳接定時(shí)電容器時(shí)，UC3825B 可以實(shí)現(xiàn)占空比控制。當(dāng) RAMP 腳接電流取樣電阻時(shí)，UC3825B 可以實(shí)現(xiàn)電流型控制。在這種應(yīng)用電路中，初級(jí)電流波形經(jīng)過很小的RC濾波網(wǎng)絡(luò)后，產(chǎn)生斜坡波形。RC網(wǎng)絡(luò)的作用是斜率補(bǔ)償。該輸入信號(hào)的動(dòng)態(tài)范圍為1.3V,通常用來(lái)產(chǎn)生 PWM 斜率補(bǔ)償。

　　3.4 同步整流電路

　　過去低電壓輸出的 DC/DC 開關(guān)變換器采用肖特基二級(jí)管作為同步整流管，其正向壓降約為0.4 ~0.65V,低電壓、大電流時(shí)通態(tài)功耗很大。因功率MOSFET管的正向壓降很小，所以用功率MOSFET管作為輸出的整流管。與肖特基二極管相比，用功率 MOSFET 管的優(yōu)點(diǎn)除了正向壓降很小外，還有阻斷電壓高，反向電流小等優(yōu)點(diǎn)。圖2所示為輸出全波同步整流電路。功率MOSFET管VT1、VT2為兩個(gè)整流管（VD1、VD2分別為VT1、VT2內(nèi)部反并聯(lián)二極管）。當(dāng)變壓器次級(jí)繞組同名端為正時(shí)，VT2、VD2同時(shí)導(dǎo)通，VT1、VD1阻斷 ,在L1續(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時(shí)導(dǎo)通續(xù)流；反之，當(dāng)變壓器次級(jí)繞組同名端為負(fù)時(shí)，VT1、VD1同時(shí)導(dǎo)通，VT2、VD2阻斷，在 L1續(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時(shí)導(dǎo)通續(xù)流。

　　采取此功率 MOSFET 管整流電路，可以大大提高整流效率。輸出+5V/20A,采取導(dǎo)通電阻10mΩ的功率 MOSFET 管，則導(dǎo)通損耗為：

　　PON=10mΩ×（20A）2=4×103mW=4w

　　如果采取肖特基二極管整流電路，肖特基二極管的導(dǎo)通壓降取0.6V,則導(dǎo)通損耗為：

　　PON=0.6V×20A=12w

　　可見僅整流管損耗就減小8W,效率約能提高6%.

　　3.5 變壓器的制造

　　初級(jí)繞組 N2與次級(jí)繞組 N4之間具有較緊密的耦合；而初級(jí)繞組 N1到初級(jí)繞組 N2之間的耦合不很嚴(yán)格。

　　3.6 高頻設(shè)計(jì)

　　需要特別注意外部導(dǎo)體和元件的布置，減小不必要的電感和電容影響。所有的導(dǎo)線長(zhǎng)度必須盡可能地短。印制電路板應(yīng)仔細(xì)地布置元件及其連接。功率 MOSFET 管柵極的電阻應(yīng)選碳成分的電阻，以降低串聯(lián)電感。

　　4 結(jié)論

　　利用高頻電流型 PWM 控制器 UC3825B 研制的100W、1MHz 電流型 DC/DC 變換器在設(shè)計(jì)上完全滿足指標(biāo)要求；并且，由于采用功率 MOSFET 管全波同步整流電路，使效率高達(dá)86%;這也表明電流型控制具有許多優(yōu)勢(shì)。