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更新時間:2023-08-15 16:14:51瀏覽次數:1156
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德國西門子模塊銷售中國市場該DC/DC模塊電路結構與通常的斬波DC/DC轉換器相似,可參考原理框圖(見圖1)及相關資料,這里不再贅述。 在原理上,VICOR模塊區別于通常產品之處主要是它使用了軟開關的ZCS技術,見圖2。 通常的硬開關斬波器波形近似為矩形波,即強迫開關器件在電壓不為零時開通,電流不為零時關斷,這樣在矩形波的邊沿就會因寄生參數而產生高頻振蕩,導致開關損耗增大,頻率越高,開關損耗越大;而VICOR模塊應用諧振技術,使開關器件中的電流波形近似于半周期的正弦信號,這樣開關的導通、關斷時刻都對應零輸入電流(即開關管電流),從而即使開關頻率超過1MHz,開關損耗也只占極小的百分比。高的開關頻率、低的開關損耗便產生了一系列優點:功率密度高、傳導和輻射噪聲小、響應快、轉換效率高等。 VICOR模塊的另一特點是輸出電壓可在額定值基礎上,在5%到110%的范圍內方便地調節(12V、15V是±10%)。電路原理參見圖3。 內部誤差放大器的負輸入端是輸出電壓的采樣值,正輸入端與Trim端相連。當Trim端懸空時,其上的電位由2.5V的基準源(Bandgap)決定,亦為2.5V,此時電路輸出為額定值。以簡單的外接電阻網絡,通過調節Trim端電壓(即誤差放大器的基準電壓),可相應地調節輸出電壓。 降壓時外接元件值的計算與額定輸出電壓無關。只需在Trim端與-OUT端間接一電阻與R5分壓以確定Trim端電壓。其值的計算方法如下(以-20%為例): 要使輸出電壓降低20%,Trim端電壓也需降低20%,這些電壓都降落在內部電阻R5上: UR5=2.5V×20%=0.5V IR5=0.5V/10k=50?A IR5=IRd 故 Rd=(2.5V-0.5V)/50?A=40k 升壓時,需提高Trim端電壓,一般是從+OUT端接一電阻Ru到Trim端,故外接元件值的計算與額定輸出電壓相關。Ru的計算方法如下(以24V提高5%為例): 要使輸出電壓提高5%,Trim端電壓也需相應提高5%,這些電壓也都降落在內部電阻R5上(但方向與降壓時相反)UR5=2.5V×5%=0.125V IR5=0.125V/10k=12.5?A IR5=IRu 又 URu=Uout-Utrim =(24V+24V×5%)-(2.5V+0.125V) =22.575V 故 Ru=22.575V/12.5?A=1.8M 當用VICOR模塊進行二次開發時,有時要利用Trim功能構成閉環(見本文的應用舉例),此時就不需要上述的電阻網絡。但需注意的是,對于‘-2XX’模塊,若Trim端電壓超過一定值時,模塊將會發生過壓保護關斷(OVPShutDown),此值額定為2.75V(實際值一般略高于此值,可達3V)。為避免模塊的保護性關斷,必須有措施防止此端電壓過高。 管腳含義及接法 DC/DC模塊管腳圖見圖4。 +IN、-IN:直流電壓輸入正、負端。輸入電壓可在額定值的-(20~50)%到+(25~60)%范圍內變動,具體值請參閱產品數據手冊。 GATEOUT:當多個模塊并聯以提高輸出功率時,此端輸出的脈沖信號可用于模塊間的同步。同步信號一般按‘雛菊鏈’連接,即一模塊的GATEOUT端連到下一模塊的GATEIN端,可以得到幾乎沒有限制的功率提升能力。 GATEIN:此端是集電極開路結構,可以看作模塊的使能/同步端。當它被拉低時(以-IN為基準,低于0.65V,6mA),模塊關閉;浮空時,模塊工作。另外,模塊頻繁開關時,此端接1?F左右電容,可提供軟起動功能。
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