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控制引腳功能及應(yīng)用
初級(jí)控制(PC引腳)
模塊使能，失能可通過(guò)將PC電壓拉到2．3 V以下(相
對(duì)于負(fù)輸入)，使模塊失能(圖2—1)。這應(yīng)該通過(guò)集電
極開(kāi)路三極管、繼電器或者光耦合器來(lái)實(shí)現(xiàn)。要使多個(gè)轉(zhuǎn)
換器失能，可通過(guò)或門(mén)二極管配合一個(gè)三極管或者繼電器
來(lái)實(shí)現(xiàn)。使用機(jī)械開(kāi)關(guān)或者繼電器控制PC引腳時(shí)，務(wù)必
使用電容配合(最大1 0 nF)，以免開(kāi)關(guān)跳動(dòng)。
當(dāng)轉(zhuǎn)換器位于不同的印刷電路板上，或直接在模塊輸入端
使用共模電感，或轉(zhuǎn)換器之間的距離會(huì)導(dǎo)致電壓過(guò)度下
降，必須使用光耦合器。在任何情況下都不應(yīng)該將PC引
腳電平拉至負(fù)輸入(一lN)，和一個(gè)二極管壓降的總和的電
平以下。當(dāng)PC引腳電壓拉低時(shí)，PC電流會(huì)產(chǎn)生與
圖2—4中所示類(lèi)似的PC電壓脈沖。并聯(lián)兩個(gè)或以上轉(zhuǎn)
換器以增大系統(tǒng)功率時(shí)，應(yīng)連接所有PC引腳，以確保所
有轉(zhuǎn)換器同時(shí)啟動(dòng)。應(yīng)該用外部電路控制陣列中所有轉(zhuǎn)換
器的PC引腳，一旦輸入電壓在正常操作范圍內(nèi)，這外部
電路會(huì)令轉(zhuǎn)換器使能。
圖2—1一模塊使能／失能
初級(jí)輔助電源在5．75 V時(shí)，PC可提供高達(dá)1．5 mA的
電流。在圖2—3所示的示例中，PC向LED供電，以表
示模塊使能。圖2—5所示為另一個(gè)示范；隔離導(dǎo)通指示
器。
注意：當(dāng)模塊檢測(cè)到故障或者當(dāng)輸入電壓高于或低于正常
操作范圍時(shí)，PC電壓會(huì)產(chǎn)生脈沖。
模塊警報(bào)模塊含“看門(mén)狗”電路，用于監(jiān)控輸入電壓、
操作溫度和內(nèi)部操作參數(shù)。(圖2—2a和2—2b)如果以
上任何參數(shù)超出其指定的操作范圍，模塊會(huì)關(guān)閉及PC會(huì)
下降。(圖2—4)之后PC會(huì)定時(shí)回升，模塊會(huì)查看故障
是否已被清除(例如輸入欠壓)。如果故障仍未被清除，
PC會(huì)再次下降；而且這個(gè)程序會(huì)重復(fù)發(fā)生。當(dāng)故障發(fā)生
時(shí)，SC引腳會(huì)下降；并在故障被清除后回到正常狀態(tài)。
圖2—6a和2—6b所示是使用比較器監(jiān)控次級(jí)導(dǎo)通的一個(gè)
示例。
圖2—2a—PC和SC模塊警報(bào)邏輯(全型f小型模塊)
一 圖2—2b—PC和SC模塊警報(bào)邏輯(微型模塊) 圖2—3一LED導(dǎo)通指示器
量望
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2．控制引腳功能及應(yīng)用
設(shè)計(jì)指南和應(yīng)用手冊(cè)
全型、小型和微型系列DC—DC轉(zhuǎn)換器及配件模塊
圖2—4一PC／SC模塊警報(bào)時(shí)間
圖2—6一a一次級(jí)導(dǎo)通狀態(tài){全型7小型模塊{
并聯(lián)母線(PR引腳)
Vicor全型、小型和微型轉(zhuǎn)換器模塊內(nèi)有獨(dú)特的設(shè)計(jì)，方
便并聯(lián)操作，容易增大功率或組成冗余陣列。PR引腳是
一個(gè)可以在模塊之間發(fā)送和接收信息的雙向端口。并聯(lián)
(PR)母線上的脈沖信號(hào)可使每個(gè)轉(zhuǎn)換器模塊中的高頻開(kāi)
關(guān)同步操作，從而實(shí)現(xiàn)負(fù)載均流。這些模塊能白行定出
主導(dǎo)模塊，即民主陣列。主導(dǎo)模塊向并聯(lián)母線發(fā)送同步
脈沖信號(hào)，同時(shí)，母線上的其它模塊接收同步脈沖。一
旦主導(dǎo)模塊發(fā)生故障，陣列會(huì)“挑選”出新的主導(dǎo)，而
不會(huì)中斷輸出電源。
并聯(lián)母線的連接方法包括：
1．直流耦合單線接口：模塊的PR引腳直接連到另
一個(gè)模塊的PR引腳，這種接法雖然可以實(shí)現(xiàn)負(fù)載均
圖2—5一隔離導(dǎo)通指示器
圖2—6-b一次級(jí)導(dǎo)通狀態(tài)(微型模塊1
流，但不容錯(cuò)。負(fù)輸入(一IN)引腳都必須接到相同的
電位。這方法通常用于最多三個(gè)模塊的情況。
2．交流耦合單線接口：所有PR引腳都通過(guò)0．001 uF
(500 V)電容連接到一條通信母線。這接口可以實(shí)現(xiàn)負(fù)
載均流和容錯(cuò)(通信母線除外)。(圖2—7)這方法通
常用于最多三個(gè)模塊的情況。
3．變壓器耦合接口：各模塊或各模塊陣列可以連接達(dá)到
負(fù)載均流；同時(shí)通用變壓器在PR引腳提供電氣隔
離。在大并聯(lián)陣列，可能需要緩沖放大。緩沖電路的
電源可由PC引腳提供。對(duì)于四個(gè)或以上的模塊陣
列，建議使用變壓器耦合接口(圖2—8)。
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設(shè)計(jì)指南和應(yīng)用手冊(cè)
全型、小型和微型系列DC—DC轉(zhuǎn)換器及配件模塊
2．控制引腳功能及應(yīng)用
并聯(lián)操作注意事項(xiàng)
并聯(lián)操作時(shí)，必須防止干擾信號(hào)(噪聲)加到并聯(lián)母線
上，因?yàn)樵撔盘?hào)影響模塊之間的負(fù)載均流，增加不穩(wěn)定性
或引致模塊故障。一種可能的干擾源是通過(guò)正(+)和負(fù)
(一)電源引腳傳人的輸入紋波電流。PR信號(hào)和直流電源
輸入都是共用一個(gè)回路的，那就是輸入引腳。應(yīng)該采取措
施將并聯(lián)母線輸入電流的交流分量去耦。每只模塊的輸入
(輸入端的正(+)和負(fù)(一)引腳)都應(yīng)用0．2 uF陶瓷或
薄膜電容本地旁路。這樣可以分流高頻的輸入紋波電流。
每只模塊的基板和負(fù)(一)輸入引腳之間應(yīng)當(dāng)接入一個(gè)
4，‘700 pF的Y一電容，分流共模電流分量。注意PC板布
線時(shí)，應(yīng)盡量減小各并聯(lián)模塊輸入引腳之間的寄生阻抗。
以確保所有PR引腳參考相同的電位，或者使用變壓器耦
合接口。安裝并聯(lián)模塊時(shí)，各模塊應(yīng)當(dāng)盡量靠近，并且用
較寬的銅帶(0175英寸門(mén)9 mm，2盎司銅帶)連接各模
塊的電源輸入引腳。最理想的就是采用專(zhuān)用的銅片連接。
在某些應(yīng)用中，需要將不同電路板上模塊并聯(lián)，甚至要跟
不同的輸入源并聯(lián)，有關(guān)使用不同輸入源的應(yīng)用，請(qǐng)參見(jiàn)
Vicor網(wǎng)站上的“熱插拔能力消除停機(jī)時(shí)間”。在這種情
況下，為了避免模塊間的共模噪聲干擾同步脈；中傳輸，用
圖2—7一交流耦合單線接口
變壓器耦合PR信號(hào)(見(jiàn)圖2—8)。在大功率模塊陣列中，
或如果模塊之間的距離超過(guò)幾英寸時(shí)，并聯(lián)信號(hào)可能需要
高速緩沖。這是因?yàn)椴⒙?lián)操作時(shí)；除了主導(dǎo)模塊外，其它
模塊都處于受控狀態(tài)。所有受控模塊都是主導(dǎo)模塊的負(fù)
載。該負(fù)載約為500 Q電阻與30 pF電容旁路。如果并
聯(lián)模塊的引線太長(zhǎng)，母線將產(chǎn)生壓降或寄生電抗，這樣將
衰減同步信號(hào)，或使同步信號(hào)失真。母線的帶寬至少應(yīng)為
60 MHz，而且信號(hào)衰減應(yīng)低于2 dB。在大部分情況下，
采用無(wú)緩沖的變壓器耦合便已經(jīng)足夠。在各串聯(lián)模塊的
PR引腳添加Z1；可能使許多應(yīng)用都受益。可用低Q值
的33 Q@1 00 Mhz鐵氧體磁珠或5—15歐姆的電阻改
善PR信號(hào)波形。盡管這不是必須的，但是在大功率模塊
陣列的調(diào)試階段非常有用，可以幫助改善PR脈沖波形并
減少反射。再說(shuō)，應(yīng)特別小心處理布局，并聯(lián)兩個(gè)或以上
模塊的輸出以提高系統(tǒng)功率時(shí)，應(yīng)連接所有PC引腳，以
確保所有模塊同時(shí)啟動(dòng)。應(yīng)該用外部電路控制陣列內(nèi)所有
模塊的PC引腳，一旦輸入電壓在正常操作范圍內(nèi)，便可
使模塊使能。若需要更多有關(guān)資訊，請(qǐng)向Vicor技術(shù)支持
中心的應(yīng)用工程部查詢(xún)。
圖2—8一變壓器耦合接口
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2．控制引腳功能及應(yīng)用
設(shè)計(jì)指南和應(yīng)用手冊(cè)
全型、小型和微型系列Dc—Dc轉(zhuǎn)換器及配件模塊
控制功能與輸出注意事項(xiàng)
并聯(lián)操作IPR引腳)PR引腳是負(fù)責(zé)并聯(lián)的，利用PR引
腳可以組成N+1或N+M冗余陣列，增大輸出功率，如
果將相同型號(hào)模塊的PR引腳適當(dāng)?shù)剡B接，便可以實(shí)現(xiàn)均
流。圖2—9和2—1 0所示為全型和小型模塊的連接方
法，圖2—11所示為微型模塊陣列的連接方法。如應(yīng)用中
包含兩個(gè)或以上的微型模塊，必須設(shè)定其中一個(gè)為主導(dǎo)模
塊，方法是通過(guò)交錯(cuò)下調(diào)每個(gè)隨后模塊的輸出電壓至少
2％，或者通過(guò)將SC引腳與負(fù)輸出引腳相連，將系統(tǒng)中
余下的微型模塊設(shè)定為受控模塊。
PR引腳注意事項(xiàng)將模塊并聯(lián)時(shí)，必須保證PR信號(hào)可
以傳遞至并聯(lián)陣列內(nèi)的所有模塊。并聯(lián)陣列中接收不到
PR脈沖的模塊將不會(huì)實(shí)現(xiàn)均流，并可能由因過(guò)載工作而
損壞。
。小心+0uf和一Out功率母線布局．應(yīng)減少和
平衡每個(gè)模塊輸出至負(fù)載的寄生阻抗。
·應(yīng)將每個(gè)模塊的+sense引腳連接在+O ul
功率母線上的一個(gè)共通點(diǎn)(圖2—10)。同樣
地．把每個(gè)模塊一sense引腳連接在一Out
功率母線上的一個(gè)共通點(diǎn)(圖2—10)。
·按系統(tǒng)電源設(shè)計(jì)師的需要，把部份模塊的
sC與一s引腳短路．把這些模塊設(shè)定成受控
模塊。
·如有需要，可將或門(mén)二極管串聯(lián)每個(gè)模塊的
+OuT引腳．令系統(tǒng)具備輸出容錯(cuò)功能。
圖2—9一N+1模塊陣列輸出弓l嘟連接法f全型和小型模塊)
陣列中的所有模塊必須是相同型號(hào)的。要串聯(lián)輸出時(shí)，不
用連接PR引腳，使每個(gè)模塊調(diào)整自己的輸出電壓。由于
通過(guò)每個(gè)串聯(lián)模塊輸出引腳的電流量是相同的，各模塊可
自然地均分輸出功率。串聯(lián)模塊的輸入時(shí)，必須采取特別
保護(hù)措施，需要協(xié)助時(shí)請(qǐng)與應(yīng)用工程部聯(lián)系。
電源陣列輸出過(guò)壓保護(hù)(0VPJ為了盡量減少電源陣列停
機(jī)時(shí)間，保持系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間操作正常，模塊內(nèi)有過(guò)壓保護(hù)電
路，避免系統(tǒng)因過(guò)壓事件而停機(jī)。因此，必須滿(mǎn)足以下兩
個(gè)條件，系統(tǒng)才會(huì)因過(guò)壓事故而停機(jī)。
1．輸出端的電壓必須大于過(guò)壓保護(hù)設(shè)置點(diǎn)。
2．模塊內(nèi)的次級(jí)控制集成電路；當(dāng)時(shí)是必須正在向內(nèi)部
初級(jí)控制集成電路要求啟動(dòng)下一個(gè)功率轉(zhuǎn)換循環(huán)。
按此推敲，便可減少個(gè)別模塊由于外部情況引起的過(guò)壓，
而錯(cuò)誤觸發(fā)停機(jī)，例如負(fù)載突降或者由于外部電源反驅(qū)動(dòng)
輸出端。
并聯(lián)陣列中的模塊，由主導(dǎo)模塊作過(guò)壓感應(yīng)及保護(hù)。陣列
中用作倍增器的附從模塊是接收有關(guān)功率轉(zhuǎn)換循環(huán)的外部
請(qǐng)求(PR脈沖)，因而不會(huì)因?yàn)檫^(guò)壓保護(hù)條件而關(guān)閉。
因此，并聯(lián)陣列中任何模塊的+或一輸出引腳與輸出母
線之間不能開(kāi)路。輸出端開(kāi)路會(huì)導(dǎo)致終端電壓遠(yuǎn)超過(guò)正常
的額定值；對(duì)模塊做成永久損壞，高壓亦可能構(gòu)成危險(xiǎn)。
圖2—10一或門(mén)二極管連接法t全型和小型模塊) 圖2—11一并聯(lián)模塊陣列輸出連接(微型模塊)
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全型、小型和微型系列Dc—Dc轉(zhuǎn)換器及配件模塊
2．控制引腳功能及應(yīng)用
控制功能，次級(jí)控制(SC引腳)
輸出電壓編程可通過(guò)固定電阻、電位器或者DAC調(diào)整
或程控轉(zhuǎn)換器的輸出電壓。
下調(diào)模塊丕星恒定功率的元件；具有恒定的電流限制。
因此，下調(diào)輸出電壓時(shí)，輸出功率會(huì)按相同百分比減少。
切勿超出最大額定輸出電流。下調(diào)電阻器必須與一S引腳
相連(微型模塊上的一OUT引腳)。(圖2—1 2a和
2—1 2b)
上調(diào)模塊有最大額定輸出功率。為了確保輸出功率不超
出額定值，應(yīng)上調(diào)輸出電壓，以減低額定輸出電流，兩者
的增減百分比相同。上調(diào)電阻器必須與+S引腳相連
(或微型模塊上的+OUT引腳)。切勿將模塊上調(diào)到最
大調(diào)整范圍以上(+10％)，否則，可能啟動(dòng)過(guò)壓保護(hù)電
路。(圖2—1 3a和2—1 3b)
SC引腳和輸出電壓微調(diào)如需以外接電路；如運(yùn)算放大
器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器直接驅(qū)動(dòng)SC引腳，以達(dá)到輸出編程。應(yīng)
限制可能加到SC引腳的電壓，還應(yīng)考慮外接電路起動(dòng)時(shí)
引起的電壓偏移。外接電路必以一S引腳為基準(zhǔn)(微型模
塊應(yīng)以一OUT引腳電壓為基準(zhǔn))。微型模塊的遙感連
接，見(jiàn)圖2—14。
對(duì)于要求可調(diào)輸出電壓的系統(tǒng)，應(yīng)將最高可調(diào)輸出電壓限
制在略高于所需電壓。這不單可提高可調(diào)電壓精度，并降
低噪聲干擾。
建議限制SC引腳的最大變化率為正弦30 Hz。無(wú)論任何
情況下，絕不容許模塊連續(xù)不繼的在高于額定電流下操
作。小的遞升變化是允許的；但由于內(nèi)部和外部輸出電容
的充電要求，改變輸出電壓可能會(huì)顯著的增加電流需求。
但這過(guò)程是絕不允許高于額定值的輸出電流連續(xù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)換
器。下調(diào)的下限是受制于負(fù)載及內(nèi)部和外部輸出電容中存
儲(chǔ)的能量。而且轉(zhuǎn)換器不能沉降電流以降低輸出電壓，只
能靠?jī)?nèi)部的小量預(yù)負(fù)載。
如要?jiǎng)討B(tài)微調(diào)模塊的輸出，請(qǐng)與應(yīng)用工程部聯(lián)系。
計(jì)算電阻值，可以通過(guò)Vicot‘的網(wǎng)站
WWW．V’lCOr—china．co rTl／powerberlch／design／使用微調(diào)電
阻計(jì)算器(圖2—16)，計(jì)算上調(diào)／下調(diào)固定輸出電壓和
上調(diào)／下調(diào)可變輸出電壓的電阻值。此外，網(wǎng)站也載有
VICOR。產(chǎn)品應(yīng)用錦囊、應(yīng)用電路、電磁兼容性建議、熱設(shè)
計(jì)指南和PDF數(shù)據(jù)表等�？蛻�(hù)亦可選用全型、小型和微
型DC—DC轉(zhuǎn)換器評(píng)估板作測(cè)試(圖2—15)。
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