双路输出双闭环控制DC/DC变换器

    本文采用200kHz矩形脉冲对两个结构完全相同的控制单元进行脉冲前沿同步，降低电磁干扰（EMI）。采用新一代BICMOS电流型控制技术，提高了系统稳定性，降低了控制电路的静态工作电流和启动电流，大大改善了多路输出电源负载交错性能。特别适合不对称负载的场合或对称负载的场合。

    双路输出双闭环控制DC/DC变换器采用了两组DC/DC变换器并行工作方式，且均由脉冲发生器产生200kHz矩形脉冲来控制。两组变换器的驱动器和脉宽调制器（PWM）使用的常数是相同的，两组MOSFET的栅-源级波形的前沿同时开启。

    这种结构并行工作的特点如下：

    1）与目前国内外普遍采用的联合采样，脉宽调制型DC/DC模块相比，负载交叉调节性能得到大大提高；

    2）由于两组变换器用同一种电路结构，所使用的元器件相同，简化了设计、生产、维护工作。

    由于采用了两组电路完全相同的变换器、控制电路及保护电路，所以，电路选择简单、控制简单，成本低。

    对于低压输入、次级小于50W输出的电源，选择单端反激式变换电路有以下特点：

    1）使用单只场效应管和单只输出整流二极管，省去了体积较大的输出滤波电感；

    2）只须配置简单的箝位网络元件；

    3）可以使用两只小型MMP磁环作为变压器，能满足小型化要求。

    控制电路的设计包括PWM控制器的选择，同步脉冲发生器的设计以及隔离反馈等电路的设计。

    基于简化电路、简化设计的指导思想，选择第三代BICMOS电流型控制芯片。由于这种芯片静态工作电流小以及先进的前沿消隐等特点，使得DC/DC变换器的启动电路大大简化。由于采用前沿消隐技术，使得电流信号采样电路也同样得到简化。

    同步脉冲发生器采用了传输比较高的自激振荡器，产生约200kHz，占空比50%的矩形脉冲。同步矩形脉冲分别送到两组变换器的电流控制型芯片的同步端子，以实现PWM输出脉冲的前沿同步。由于目前能产生矩形脉冲的自激振荡器很多，本文不再赘述，须指出的是在电路设计时，需要阻抗匹配好，就可达到同步前沿的目的。

    本文介绍的双路输出双闭环控制DC/DC变换器，经过样机试制后达到如下技术指标：

    输入直流电压 DC16～40V;

    输出直流电压 ±15V/1.5A，最大2A;

    负载稳定度 +15V0.1%;-15V0.1%;

    电压稳定度 ≤0.1%;

    交叉调节 0%;

    输出纹波电压峰峰值 VP-P≤100mV;

    效率 88%;

    外形尺寸 60mm×60mm×12.7mm;

    功能 具有输出过流、短路、过压保护功能。

    1）我们研制的双路输出DC/DC变换器，采用200kHz矩形脉冲同步，效率为88%，长期工作电路稳定。

    2）为了进一步提高效率，功率MOSFET的开关速度必须提高。驱动电路须作进一步改进，应选择高频等效参数更佳的表贴元器件。

    3）由于两组相同的变换器安装在外形尺寸较小的外壳中，更应重视PCB最优化设计，注意接地，避免大环路高频电流的扰动以及工艺技术，方能达到更好的效果。

    本文介绍的DC/DC变换器，通过样机试制以及大量的试验后即将投入使用。