1 引言

　　電源是一切設備的核心，重要性猶如人體的心臟，但是電源卻有許多形式。電源的參數一般有電壓，功率，負載電流，噪聲以及在負載動態(tài)情況下各個參數的變化等等，在同一個參數下面，又有重量、體積、效率、可靠度等指標，因此電源的形式是極其多的。通常的電力（市電）需要經過轉換才可以變成我們各種設備所需要的，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到轉換的目的，目前主要是以半導體器件來實現(xiàn)變換。通常來說，凡是采用半導體功率器件作為開關，將一種電源形式轉換成另一種電源形式的電路我們都稱為開關變換器電路。只要轉換時使用了自動閉環(huán)穩(wěn)定輸出并帶有保護功能則稱為開關電源。開關電源主要組成就是DC-DC變換器，它是轉換的核心，和頻率有關，而且DC-DC變換所達到的頻率是最高的。我們經常聽到離線式開關變換器，其實它就是AC-DC變換，也有人稱它為開關整流器，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、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(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(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，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(xiàn)電流型控制或常規(guī)的占空比控制。當該腳接定時電容器時，UC3825B 可以實現(xiàn)占空比控制。當 RAMP 腳接電流取樣電阻時，UC3825B 可以實現(xiàn)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(tài)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(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。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(lián)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(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導通續(xù)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(xù)流期間，VT1、VT2截止，VD1、VD2同時導通續(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(lián)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(yōu)勢。