用于通信电源中的零电压准谐振开关变换器

　　（2）采用零电压开关的设计方案，使外部MOS开关功率管工作在理想的通、断状态。

　　（3）内部有宽频带的压控振荡器（VCO），频率范围一般设定为50～500kHz。振荡频率受反馈的误差电压控制。

（4）完善的保护电路，有欠压锁定电路和故障比较器。当输入电压低于7V阈值或者检测到过压、过流故障时，能将两个输出端拉成低电平，起到保护作用。

　　（5）具有通电时软起动功能，同时当故障排除后能重新起动。

4．2UC1864工作原理

　　UC1864内部主要包括误差放大器，压控振荡器，瞬时定时器，控制逻辑，输出级，欠压锁定。5V电压发生器，故障比较器，故障锁存器和延迟锁存器，零点比较器等。如图6所示。

图6UC1864的内部框图

　　误差放大器的同相输入端接反馈的输出电压UO，反相输入端接软基准端的5V基准电压，由它输出的误差电压Ur就作为控制电压，用来控制压控振荡频率fs。

　　压控振荡器（VCO），其振荡频率受Ur控制。设计时，通常先选定fsmax、fsmin值，求出fsmax/fsmin比值以及中心频率fso值，再根据下列公式计算外围元件值：fso=(fsmax＋fsmin)/2

　　频率调制灵敏度为

fs/Ur=－1/(RaCv)

上式中，负号表示Ur电压升高时，振荡频率降低。单位为f：kHz，C：μF，R：kΩ。

　　零点电压检测及比较电路，目的是要实现真正的零电压开关。零点比较器的参考电压为0．5V，信号电压取自主电路开关MOS管漏—源极电压Uds。当Uds

波形的下降沿通过0．5V时，零点比较器就翻转，改变瞬间定时器的状态，进而使输出级关断。

　　故障比较器、故障锁存器和延迟锁存器构成的保护电路，有两种保护方式：软起动和重新起动。

　　计算软起动时间（t1）和重新起动的延迟时间（t2）为

t1=10－2C

t2=1．9×10－2C

式中C的单位为μF,t1，t2单位为s

　　UC1864的稳压工作过程可概括为：通电后首先经过软起动阶段建立输出电压UO，然后由误差放大器，输出的控制电压Ur来调制VCO的振荡频率fs，再经过瞬间定时器、控制逻辑和输出级，驱动外部MOS开关管，最后通过整流滤波电路获得稳定的输出电压UO。假若输出电压UO升高，即进行下述闭环调整：

　　UO↑→Ur↑→fS↓→UO↓,使输出电压降至稳定值，反之亦然。

5实验结果与讨论

5.1实验结果

　　采用零电压准谐振变换器以及UC1864脉频调制集成电路，为部队设计了一种车载通信电源。经测试达到如下技术指标：

　　输入电压:DC13.5V±15％

　　输出电压:DC26V

　　最大输出电流：15A

　　源效应及负载效应：1％

　　纹波电压：≤20mVP－P

　　整机效率:>85％

5.2讨论

　　(1)准谐振变换器电路在设计时,不但要考虑在轻负载下满足谐振条件,又要考虑到重负载时,开关管上所承受的电压。经优化设计,本电路输出在26V、2.5A到26V、15A的情况下，其转换效率η>85％。

　　(2)由于准谐振电路采用的是脉频调制方法，需根据频率范围来设计适当的滤波电路，以减小输出电压的纹波。

　　(3)准谐振变换器电路与ZVS—PWM电路相比，虽然ZVS—PWM是采用固定频率脉宽调制的方式控制输出电压，但也面临轻负载下难于满足谐振条件的问题，而且在同样情况下还需增加一个辅助开关管，控制电路较复杂。

6结论

　　零电压准谐振变换器的突出优点在于，加在主开关器件两端的电压呈正弦波，开关时在零电压处通断。同时，开关中寄生电感与电容作为谐振元件的一部分，可完全控制开关导通时电流浪涌与断开时电压浪涌的发生。采用这种方式不仅能把开关损耗减到很小，而且能降低噪声。这种方式已成为开关电源高频化较好的方式之一。