摘要：脈沖電源是脈沖制式供電方式裝備必不可少的供電電源。本文對脈沖電源特點(diǎn)及重要參數(shù)的影響原因進(jìn)行分析，給出了一種脈沖電源的電路方法。重點(diǎn)分析輸出脈沖電壓跌落幅度出現(xiàn)原因及解決方法，總結(jié)了實(shí)用的脈沖電源工程設(shè)計方法。引言

在某發(fā)射機(jī)中，為了降低整機(jī)功耗，對某間歇工作的單元電路采取脈沖制式供電方式。本文研制的電源模塊，可通過外部控制信號，快速的開啟和關(guān)斷，為負(fù)載供應(yīng)15V電壓，1A電流的供電脈沖。

一般開關(guān)電源啟動延遲時間為ms級，直接控制電源的On/Off端無法輸出上下沿為ns級的輸出脈沖。本文介紹了一種輸出級調(diào)制方式，滿足了輸出脈沖建立時間及關(guān)閉時間為ns級的要求，輸出功率達(dá)15W，調(diào)制頻率從200Hz～50kHz，脈沖電壓跌落幅度小于0.5%的要求。

本文著重分析了影響脈沖電源重要參數(shù)的因素及解決方法，最后給出采用厚膜混合集成技術(shù)制作的28V輸入，15V/15W輸出可程控調(diào)制脈沖電源模塊的實(shí)測參數(shù)。

1脈沖電源參數(shù)要求

本文介紹的脈沖電源，要求達(dá)到下面重要設(shè)計指標(biāo)：

輸入標(biāo)稱電壓Vin：28V

輸入電壓范圍Vin：16V～40V

高電平輸出電壓VOH：15V±1%

高電平輸出電流IOH：1A

調(diào)制頻率fs：100Hz～50kHz

占空比D：30%

脈沖跌落幅度SVO：75mV

導(dǎo)通延遲時間tf：1µs

關(guān)斷延遲時間tl：1µs

2電源整體方法

一般開關(guān)電源啟動延遲時間為ms級，所以直接控制電源的On/Off端無法實(shí)現(xiàn)ns級上升沿的脈沖輸出。為滿足設(shè)計指標(biāo)要求，采取開關(guān)電源及次級調(diào)制方式，原理框圖見圖1。

從框圖1可以看出，電源采用常用的單端正激拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。單端正激開關(guān)電源為采用中小功率開關(guān)電源電路，其設(shè)計方法已經(jīng)成熟，這里不再贅述。

開關(guān)電源啟動后始終處于工作狀態(tài)，輸出脈沖由輸出調(diào)制電路控制MOS管Q2的導(dǎo)通和關(guān)斷來實(shí)現(xiàn)。由于調(diào)制和MOS管驅(qū)動總延遲時間可以設(shè)計在ns級，所以可以滿足脈沖的導(dǎo)通及關(guān)斷時間小于1µs。

3輸出脈沖電壓跌落系數(shù)設(shè)計

理想的脈沖電源，在滿負(fù)載情況下，脈沖輸出時應(yīng)該迅速達(dá)到要求輸出電壓。然而，脈沖輸出對電源來說相當(dāng)快速的進(jìn)行空載——滿載——空載——滿載切換。由于幾乎所有開關(guān)電源都有一個特性：即空載——滿載切換時，輸出電壓會跌落一定幅度再恢復(fù)到額定電壓;而滿載——空載切換時，輸出電壓會上沖一定幅度再恢復(fù)到額定電壓，這是因為開關(guān)電源輸出電壓的穩(wěn)定，是靠輸出電壓變化采樣——誤差比較放大——脈寬調(diào)制——穩(wěn)定輸出電壓來完成的。整個過程要的時間是造成負(fù)載瞬變特性的原因。該特性用負(fù)載瞬變輸出電壓變化量(VLT)和負(fù)載瞬變時輸出電壓的恢復(fù)時間(tLT)來表示。一般來說，負(fù)載瞬變輸出電壓變化量(VLT)在輸出電壓的5%～8%之間，負(fù)載瞬變時輸出電壓的恢復(fù)時間(tLT)小于100µs已經(jīng)是性能不錯的開關(guān)電源了。

開關(guān)電源負(fù)載瞬變特性的存在，關(guān)于脈沖輸出來說，卻是一個不可忽視的重要指標(biāo)。

圖2反映了電源負(fù)載瞬變特性對脈沖輸出的影響。由于電源負(fù)載瞬變特性的存在，在脈沖輸出時，由于-VLT的存在，會導(dǎo)致Vpo不能及時上升到標(biāo)稱輸出電壓幅度。該輸出電壓與標(biāo)稱輸出電壓之差含義為脈沖電壓幅度SVO。工程設(shè)計中如何計算選擇器件參數(shù)使之滿足設(shè)計指標(biāo)要求，是本文探討的重要內(nèi)容。