摘要：簡述dc/dc電源模塊設計中常用的正激式電路的原理，并由此提出一款效率更高、體積更小、更簡潔、無箝位繞組的改進型電路。同時給出了測試數據以供參考。 關鍵詞：pwm 正激式 dc/dc變換器 箝位繞組

1 引言

通信用dc/dc模塊電源功率級一般從幾瓦至幾十瓦，輸出電壓從幾伏至上百伏，對于幾十瓦的電源，一般以低壓大電流為主，有5v/10a、5v/6a、3.3v/8a等規(guī)格，效率一般在80％左右（具體視輸出電壓大�。Ｒ驗槟K電源要求mtbf（平均無故障時間）1000000小時以上，所以要盡量避免使用電解電容，最好使用陶瓷電容。陶瓷電容容量不大，具有非常好的高頻特性。此外，dc/dc模塊電源的厚度要求小于12.7mm，所以對變壓器的要求高，磁芯必須具有扁平的形狀和在高頻情況下具有較小的損耗因子。

通常選用的芯材有tdk的pc40/44、pc50，菲利浦的3f3、3f4，國產的如金寧r2kd、r2kbd、r2kb1等。形狀以罐型為主，因為罐型磁芯具有較好的屏蔽，emi中的棘手問題——輻射也就好解決得多了。同時不能使局部溫度太高，必須均衡放置發(fā)熱元件，另外還要求較低的紋波和較高的效率等，所有這些挑戰(zhàn)使得采用正激式必較合適。

2 正激式電路工作原理

2．1 一般正激式

圖1所示為單端正激式電路，它猶如帶變壓器的buck型變換器。輸出電壓uo由n2/n1、占空比d和輸入電壓確定，即uo=（n2/n1）·d·ui。

當pwm控制器輸出正脈沖，功率開關導通，變壓器的初級繞組流過電流，此電流由兩部分組成：第一部分為磁化電流，即流經等效開環(huán)電感上的電流；第二部份是與輸出電流等效的初級電流，它和初次級匝比成反比，和輸出電流成正比。儲存在電感上的能量必須在功率開關關斷后下一次開啟前泄放掉，以便使磁通復位。n3即為去磁繞組，一般n3=n1。如果設計一個36v至72v直流輸入、5v/6a輸出的模塊電源，當去磁繞組與初級繞組的匝比為1時，udsr=72v＋72v=144v。選用反峰uds為200v的irf630場效應管，僅有50v的裕量用于承受異常時和疊加在此電壓上的尖峰脈沖。場效應管的rds(on)與允許的udsr成反比，如irf630的rds(on)是0.4ω,而耐壓為100v的同系列產品irf530n為0.11ω。很顯然，對寬范圍輸入的電源設計選用高耐壓的場效應管（最高輸入直流電壓uimax×2使用）僅僅是為了對付高端輸入有點不太經濟�，F介紹一種能克服此缺點的改進型電路。

2．2 改進型正激式

當變壓器的參數和外在工作頻率滿足下列條件：

（1）開關頻率足夠高；

（2）磁化電流足夠小；

（3）漏感足夠小。便不再需要去磁繞組，加在場效應管上的反峰電壓不與輸入電壓成正比，而是和所設計的最低輸入電壓下加在場效應管上的反峰電壓幾乎一樣。當（2）和（3）足夠小時，儲存在這些感性元件上的能量有限，電感與分布電容的比值不大，即等效特性阻抗不大（），ld與cd發(fā)生諧振，只要等效諧振頻率fegu()小于開關工作頻率，那么在toff段，uds兩端電壓是直流電源（ui）疊加上等效蓄能（在lm和漏感上）轉換成分布電容（cd）上的電能。此電能由電容容量和電容兩端電壓、轉換時間決定。電容兩端電壓。當輸入電壓上升時，ieq減小，反之則增大；所以ud幾乎不變。ud僅和輸出負載有關，而對輸入電壓的上升/下降則不敏感了。這樣在比較寬的輸入電壓范圍內就可以不必按最高輸入電壓情況來選擇功率開關管的耐壓。

圖2為一般正激式和改進型正激式開關器件兩端電壓波形uds。

3 應用實例

3．1 ucc3802電流型控制器

ucc2802/3802是unitrode繼uc3842生產的一種高速、低損耗、高性能的電流型pwm控制器，其引腳方式與uc3842類似。與uc3842不同的是采用bi－cmos集成技術，極大地降低了