2.2 雙管正激DC/DC直流變換電路

為將較高的直流母線(xiàn)電壓VB（約390V）變換成較低的適配器輸出電壓Vo（12V），DC/DC部分采用了雙管正激直流變換器，它由開(kāi)關(guān)管S2、 S3、續(xù)流二極管D2、D3、變壓器Tr、同步整流管S4、同步續(xù)流管S5、輸出濾波器Lo、Co構(gòu)成（參看圖1）。變壓器的作用是實(shí)現(xiàn)原、副邊隔離及輸入、輸出電壓匹配。

圖3 雙管正激直流變換器控制原理時(shí)序

雙管正激直流變換器的控制原理時(shí)序，見(jiàn)圖3所示（以濾波電感電流iLo連續(xù)為例）。為分析方便，假定開(kāi)關(guān)管S2、S3的漏源電容為零，這樣其漏源電壓就能夠瞬時(shí)變化。其中Vgs2、Vgs3分別是S2、S3的控制信號(hào)，兩者時(shí)序完全相同。

t0～t1：t0時(shí)刻，S2、S3同時(shí)開(kāi)通，變壓器Tr原邊繞組EF的電壓為VB，即VEF=VB，則副邊電壓VGH=VB*N2/N1，輸出濾波電感Lo中的電流iLo經(jīng)電感Lo、電容Co（包括負(fù)載）、同步整流管S4、變壓器副邊繞組HG流通，電感Lo的前端電壓VG=VGH=VB*N2/N1。由于此時(shí)VG大于適配器輸出電壓Vo，故iLo從iLomin線(xiàn)形上升到iLomax。

t1～t2：t1時(shí)刻，S2、S3同時(shí)關(guān)斷，變壓器原邊繞組電流經(jīng)二極管D2、D3續(xù)流，同時(shí)變壓器進(jìn)行磁復(fù)位，此時(shí)VEF=-VB，副邊電壓VGH=-VB*N2/N1，S2、S3的漏源電壓VDS2=VDS3=VB；iLo經(jīng)電感Lo、電容Co（包括負(fù)載）、同步續(xù)流管S5流通，Lo的前端電壓VG=0。由于VG小于輸出電壓Vo，故iLo從iLomax線(xiàn)形下降。

t2～t3：t2時(shí)刻，變壓器原邊繞組電流續(xù)流完畢且磁復(fù)位結(jié)束，S2、S3仍然關(guān)斷，此時(shí)VEF=0，原邊電壓由開(kāi)關(guān)S2、S3分擔(dān)，即 VDS2=VDS3=VB/2（假定S2、S3型號(hào)相同），這樣開(kāi)關(guān)S2、S3在下一次開(kāi)通時(shí)的損耗就大大降低了。副邊電壓VGH=0，iLo經(jīng)電感 Lo、電容Co（包括負(fù)載）、同步續(xù)流管S5流通。T3時(shí)刻，iLo線(xiàn)形下降至iLomin后，S2、S3同時(shí)開(kāi)通，開(kāi)始下一個(gè)開(kāi)關(guān)周期。

為提高效率，用開(kāi)關(guān)管S4、S5代替二極管以減低二次側(cè)的導(dǎo)通損耗。同步整流管S4的導(dǎo)通時(shí)間和開(kāi)關(guān)S2、S3的導(dǎo)通時(shí)間同步，同步續(xù)流管S5的導(dǎo)通時(shí)間和開(kāi)關(guān)S2、S3的關(guān)斷時(shí)間同步。為保證變壓器可靠復(fù)位，雙管正激直流變換器的最大占空比應(yīng)小于0.5。

3 參數(shù)選擇和試驗(yàn)結(jié)果

3.1 參數(shù)選擇

本文研制的150瓦筆記本電腦適配器，其中PFC控制芯片采用ST公司生產(chǎn)的L6561，其價(jià)格較低，外圍控制電路所用元器件少；設(shè)定PFC的輸出電壓VB=390V（略大于最大輸入電壓的幅值）；PFC其他器件參數(shù)如下：

共模濾波電感（圖1中未畫(huà)出）：LFZ2805V08；

差模濾波電感L1：73uH；PFC Boost電感L2：165uH；

全波整流橋CR1：RBV-406；二極管D1：8ETH06；

開(kāi)關(guān)管S1：ST公司STP12NM50FP，12A/500V，Rds=0.30W(Typ)；

輸入濾波電容C1：1uF/400V；直流母線(xiàn)輸出濾波電容C2：100uF/400V。

雙管正激直流變換器的控制芯片采用價(jià)格便宜的UC3845；考慮到負(fù)載動(dòng)態(tài)響應(yīng)要求及輸出阻抗，設(shè)定滿(mǎn)載時(shí)占空比為0.38；變壓器原、副邊匝比為N1:N2=56:5，選用philips公司生產(chǎn)的鐵芯EFD30-3F3；其他器件參數(shù)如下：