PDF《利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器 设计高功率阵列》

每块从电路板都含五个模块, 透过把这些模块的 SC 引脚与 CS 连接在一起而配 置成从模块.在每一块这样的电路板上都有一个缓冲 电路驱动每个从模块各自的 PR 隔离变压器. 缓冲电路是基本的发射极跟随器,使用通用的 NPN 晶体管.变压器 (T1) 的匝数比为 1:1.每个变压器或 缓冲电路的返回路径必需以开尔文 (Kelvin) 接法接 到适当转换器的负输入 (-IN) 端.一个

8 V 的辅助电 源为跟随器提供足够的电位裕量 (headroom). 这是一 个低功率电平,可以使用线性稳压器从一个较高的电 压取电. 直接在每一个缓冲电路的高频旁路是必要的. 因PR 信号的速度高而必需密切注意 PR 母线的信 号保真度.在图

2 和图

3 所示,布线上应要预留位 置给串联、并联阻尼电阻或铁氧体磁珠.这些元件或 不需在所有的阵列都用上,这是取决于 PR 母线的布 线几何的.主模块和从模块两者都应该在 PR 端加上 反向极性保护二极管 (D1). 旁路! 旁路组件的选择,对高功率阵列的稳定性和其对电磁 干扰的表现有重要影响.每个转换器的共模旁路应如 「设计指南和应用手册 全型、小型及微型系列」 所说明的来处理. 差模旁路可以考虑分为两部份:低频旁路可保持低阻 抗源和稳定转换器的电压环路,而高频旁路可减少有 关开关作用引起的电磁干扰.低频旁路须根据设计指 南来处理.阵列的输入阻抗是个体转换器之负输入阻 抗除以阵列内的转换器数目.这对于极大的低输入电 压阵列来说是一项挑战,因为这样的阵列必须保持非 常低的阻抗.

5 kW,1000 安培 阵列范例! 以下的样板是把模块安装在评估板上,并如图

2 和图

3 所显示的把模块连接起来;

它使用了

25 个型号为 V300B5C200B 的模块来并联操作.该阵列是

300 V 输入,5 V

1000 A 输出,连接为一个

5 x

5 的阵列. 必需使用重规度的输出引线;

以便有足够的载流量来 安全运送高输出电流.为减低噪声引起的主模块替换 控制出现的机会,R5 设定输出电压作 2% 的下调.在 并联阵列中使用微型系列转换器的话,务必要把每个 主模块的输出电压调开至少 2% 的相隔. 第三页 应用笔记_利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 ! 图2 主电路板的样板阵列z每系统一块{ 应用笔记_利用全型、 小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 第四页 图3 从电路板的样板阵列z每系统四块{ 应用笔记_利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 第五页 图4

5 kW 阵列每个模块的差模及共模旁路 转换器的 PC 引脚已接上或门二极管为阵列提供群 组使能 / 失能功效;

一个外部控制电路,如一个微处 理器就可以提供这样的信号.最低限度需要有群组欠 压/过压锁定功能,参考 Vicor 应用笔记 欠压/过 压的锁定 .由于个别电路板的输入引线之间的电压 下降,必需使用一个光电耦来正确驱动 PC 引脚. 如图

4 所显示的,每个模块的差模和共模旁路电容 都加在其就近处.另外,也在整个阵列的输入端跨接 一组

24 μF 电容串上 6.8 ? 阻尼电阻.至于如何决 定这些元件值,请参阅本文第

7 页. 注意:阵列之输入源具高功率能力,必须作出适当的 安全预防措施,这是非常重要的;

每个模块都必需有 独立的保险丝,正如设计指南和应用手册所指示的. 如果阵列是由离线电源供电,在测量输入端时必须使 用一个已隔离的示波器.在主电路板的输出没有与所 有从电路板连接在一点时,切勿给阵列供电.否则会 造成破坏性输出过压的情况. 应用笔记_利用全型、小型及微型系列 DC-DC 转换器设计高功率阵列 第六页 初始系统测试! 即使是最佳的阵列设计, 也无法预测所有会影响系统 表现的参数. 建议在样板阶段就作出全面的测试, 用 以确定最理想的元件值以及避免一些潜在的问题. 测 试可包括动态负载、 检查输入和输出纹波、 相位增益 分析,以及 PR 母线信号保真度.为了安全及简化 测试,可先以阵列中部份的模块进行初始加电的测 试.例如,首先测试上述阵列的主电路板,随后续一 加上从电路板并测试直至可测试整个系统. PR 信号保真度! PR 母线阻尼的最佳元件值是透过测试主电路板和 一个从电路板z总共十个模块{找出的. 即使阵列看 似表现正常, 都一定要使用示波器来检查 PR 母线. 图5显示一个初始 PR 信号是透过串联电阻 / 铁 氧体磁珠 (Z1) 衰减的,而并联阻尼电阻 (R3, R4) 则没有加上.这显示出由于寄生的 L 和C,形成不 理想的振环.这脉冲违反了在 PR 引脚上的绝对最 大值