1 引言

　　開關變換器通常采用電壓型和電流型兩種控制方式［1］。電壓型控制器只有電壓反饋控制，電流型控制器增加了電流反饋控制，電流型控制比電壓型控制的 PWM 具有許多優點，它能自動對稱校正、可實現逐周限流、輸出并聯工作方便、更快的負載動態響應及簡單的回路補償等特性。

　　2 高頻電流型脈寬控制器 UC3825B

　　UC3825B 是高性能脈寬控制器［2］。該控制器包含精確的電壓基準、微功率啟動電路、軟啟動、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動器。信號經過電流限制和比較器，邏輯和輸出驅動器，具有很短的傳輸延時。

　　UC3825B 具有以下特點：適用于電壓型或電流型開關電源電路；實際開關頻率可達1MHz以上；輸出脈沖最大傳輸延遲時間為50ns；具有兩路大電流推拉式輸出，峰值電流為2A，；具有軟啟動控制；具有逐脈沖限流比較器；具有全周期再啟動的封鎖式過流比較器；啟動電流很小——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電流值。

　　3 1MHz 電流型 PWM DC/DC變換器

　　3.1 主要技術參數

　　輸出電壓：36V±3V

　　開關頻率：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串聯電阻上的電壓(見圖2中電阻R)。

　　3.3 UC3825B 的限流和占空比控制

　　變壓器初級電流流過取樣電阻R后，在R兩端產生正比于初級電流的電壓，該電壓經 RC 濾波加到 UC3825B 的9腳，從而實現逐周限流。正常工作狀態下，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，脈寬將隨之變窄。當9腳輸入電壓超過1.4V時，輸出電流中斷，并且 UC3825B 開始軟啟動程序。

　　利用斜坡 RAMP 腳(7腳)輸入信號， UC3825B 可以實現電流型控制或常規的占空比控制。當該腳接定時電容器時，UC3825B 可以實現占空比控制。當 RAMP 腳接電流取樣電阻時，UC3825B 可以實現電流型控制。在這種應用電路中，初級電流波形經過很小的RC濾波網絡后，產生斜坡波形。RC網絡的作用是斜率補償。該輸入信號的動態范圍為1.3V，通常用來產生 PWM 斜率補償。

　　3.4 同步整流電路

　　過去低電壓輸出的 DC/DC 開關變換器采用肖特基二級管作為同步整流管，其正向壓降約為0.4 ～0.65V，低電壓、大電流時通態功耗很大。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 管的優點除了正向壓降很小外，還有阻斷電壓高，反向電流小等優點。圖2所示為輸出全波同步整流電路。功率MOSFET管VT1、VT2為兩個整流管(VD1、VD2分別為VT1、VT2內部反并聯二極管)。當變壓器次級繞組同名端為正時，VT2、VD2同時導通，VT1、VD1阻斷 ，在L1續流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導通續流；反之，當變壓器次級繞組同名端為負時，VT1、VD1同時導通，VT2、VD2阻斷，在 L1續流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導通續流。

　　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，采取導通電阻10mΩ的功率 MOSFET 管，則導通損耗為：

　　PON=10mΩ×(20A)2=4×103mW=4w

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

　　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

　　初級繞組 N2與次級繞組 N4之間具有較緊密的耦合；而初級繞組 N1到初級繞組 N2之間的耦合不很嚴格。

　　3.6 高頻設計

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

　　4 結論

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

　　參考文獻

　　1 葉惠貞等.新穎開關穩壓電源.北京：國防工業出版社，1999

　　2 王鴻麟等.現代通信電源.北京：人民郵電出版社，1998

　　3 張占松等.開關電源的原理與設計.北京：電子工業出版社，1999