作者：西安爱科电子有限责任公司 张 志 牛王强 来源：《电源技术应用》

摘要：介绍vicordc/dc模块的原理及应用经验。 关键词：dc/dc模块 vicor模块 zcs技术 电压调节

1 引言

dc/dc模块是目前电源产业中较为成熟的产品，国内外许多厂家都有其技术成熟、各具特色的品种、规格。dc/dc模块的广泛应用，简化了产品设计，提高了产品可靠性，为dc/dc、dc/ac产品的二次开发提供了有利条件。

vicor(怀格)公司是美国的专业模块电源生产厂家，其产品最大特点是功率密度高、可靠性好。产品系列覆盖10w～600w，输入输出隔离，使用方便，广泛应用于电信、工控、电力电子、军工、三航等领域。第一代vicor模块借以提高电源转换效率的核心技术是zcs（零电流开关）技术；第二代vicor模块使用了zcs/zvs（零电流/零电压开关）技术，为通信专用48v输入系列。二者原理相似，并且功能、管脚兼容,这里以现在市场上较多的vicor第一代模块（vi－2xx、vi－jxx、mi－2xx、mi－jxx等）为例，介绍该类产品的原理及应用过程中的经验。

2 vicor模块介绍

2.1 原理简介

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（见图1）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，见图2。

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％)。电路原理参见图3。

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