vicor电源模块

原理

　　该DC/DC模块电路结构与通常的斩波DC/DC转换器相似，可参考原理框图及相关资料，这里不再赘述。 在原理上，VICOR模块区别于通常产品之处主要是它使用了软开关的ZCS技术。

　　通常的硬开关斩波器波形近似为矩形波，即强迫开关器件在电压不为零时开通，电流不为零时关断，这样在矩形波的边沿就会因寄生参数而产生高频振荡，导致开关损耗增大，频率越高，开关损耗越大；而VICOR模块应用谐振技术，使开关器件中的电流波形近似于半周期的正弦信号，这样开关的导通、关断时刻都对应零输入电流（即开关管电流），从而即使开关频率超过1MHz，开关损耗也只占极小的百分比。高的开关频率、低的开关损耗便产生了一系列优点：功率密度高、传导和辐射噪声小、响应快、转换效率高等。

　　VICOR模块的另一特点是输出电压可在额定值基础上，在5％到110％的范围内方便地调节(12V、15V是±10％)。。

　　内部误差放大器的负输入端是输出电压的采样值，正输入端与Trim端相连。当Trim端悬空时，其上的电位由2.5V的基准源（Bandgap）决定，亦为2.5V，此时电路输出为额定值。以简单的外接电阻网络，通过调节Trim端电压（即误差放大器的基准电压），可相应地调节输出电压。

　　降压时外接元件值的计算与额定输出电压无关。只需在Trim端与－OUT端间接一电阻与R5分压以确定Trim端电压。其值的计算方法如下（以－20％为例）：

　　要使输出电压降低20％，Trim端电压也需降低20％，这些电压都降落在内部电阻R5上：

　　UR5=2.5V×20％=0.5V

　　IR5=0.5V/10kΩ=50μA

　　IR5=IRd

　　故 Rd=(2.5V－0.5V)/50μA=40kΩ

　　升压时，需提高Trim端电压，一般是从＋OUT端接一电阻Ru到Trim端，故外接元件值的计算与额定输出电压相关。Ru的计算方法如下（以24V提高5％为例）：

　　要使输出电压提高5％，Trim端电压也需相应提高5％，这些电压也都降落在内部电阻R5上（但方向与降压时相反）：

　　UR5=2.5V×5％=0.125V

　　IR5=0.125V/10kΩ=12.5μA

　　IR5=IRu

　　又 URu=Uout－Utrim

　　=(24V＋24V×5％)－(2.5V＋0.125V)

　　=22.575V

　　故 Ru=22.575V/12.5μA=1.8MΩ

　　当用VICOR模块进行二次开发时，有时要利用Trim功能构成闭环（见本文的应用举例），此时就不需要上述的电阻网络。但需注意的是，对于‘－2XX’模块，若Trim端电压超过一定值时，模块将会发生过压保护关断（OVPShutDown），此值额定为2.75V（实际值一般略高于此值，可达3V）。为避免模块的保护性关断，必须有措施防止此端电压过高。

管脚含义及接法

　　＋IN、－IN：直流电压输入正、负端。输入电压可在额定值的－（20～50）％到＋（25～60）％范围内变动，具体值请参阅产品数据手册。

　　GATEOUT：当多个模块并联以提高输出功率时，此端输出的脉冲信号可用于模块间的同步。同步信号一般按‘雏菊链’连接，即一模块的GATEOUT端连到下一模块的GATEIN端，可以得到几乎没有限制的功率提升能力。

　　GATEIN：此端是集电极开路结构，可以看作模块的使能/同步端。当它被拉低时（以－IN为基准，低于0.65V，6mA），模块关闭；浮空时，模块工作。另外，模块频繁开关时，此端接1μF左右电容，可提供软起动功能。

　　＋S、－S：正、负输出电压感受/遥感端。若＋S端电压高于额定输出值的110％，将激活模块的过压保护功能（‘－JXX’无过压保护功能），关闭模块。－S端电位不可超过0.25V，否则电流限制点将提高。

　　这两端用于遥感（REMOTESENSING），即当负载离模块较远、负载电流较大时，将＋S与＋OUT、－S与－OUT分别与负载两端相连，模块将略微提高输出电压以补偿＋OUT、－OUT连线上的降，从而保证负载上的电压为额定值。当不需要遥感时，须将＋S与＋OUT、－S与－OUT直接相连。

　　TRIM：此端使输出电压在额定值的5％到110％的范围内可调。

　　＋OUT、－OUT：直流电压输出正、负端。

应用注意事项

　　（1）若将输出电压调低，因为截流点（CURRENTLIMMITPOINT）并不随之变化，输出功率将降低。此外效率降低、输出电压纹波百分比升高、输入电压范围变宽。注意，此时应提供一额定输出功率1％的假负载，若调得低于75％，所需的假负载更大。

　　输出电压升高时，上述参数相反变化，此时应注意不可超过额定功率，因此，不可将输出电压调得高于额定值的110％。

　　（2）模块应接到一呈低交流阻抗的源上。若不能保证源的低阻抗，应在模块输入端就近安装一电解电容，其最小值为：C=400μF/Uin.min。

　　（3）按VICOR的规程，即使没有EMI/RFI要求，模块也应被适当地旁路。一般可用RC串联网络将＋IN、－IN分别与基板相连，C为Y级4700p，R是为降低Q值用，选1Ω。用RC并联网络将＋OUT、－OUT分别与基板相连，C也为Y级4700p，R为2MΩ。连线应尽量短。

　　（4）因VICOR模块效率较高，对散热的要求相对较低。但为了提高模块及系统的MTBF，常规的散热考虑和设计准则都应遵循。模块与其散热的底盘之间应有良好的导热性，并且是电绝缘的。