基于MASH結(jié)構(gòu)的多級(jí)電源調(diào)制器設(shè)計(jì)

　　開關(guān)電源陣列設(shè)計(jì)

　　開關(guān)電源陣列主要采用MOSFET實(shí)現(xiàn)，如圖7所示。

　　高速數(shù)字隔離器ISO722將FPGA產(chǎn)生的四個(gè)開關(guān)控制信號(hào)與右側(cè)的開關(guān)電源隔離。MOSFET驅(qū)動(dòng)選擇MC33152，驅(qū)動(dòng)電壓選為15V，MOSFET為普通的IRF540，肖特基二極管IN5822用以防止當(dāng)高電壓MOSFET導(dǎo)通時(shí)，電流倒流進(jìn)低電壓的MOSFET管中。這四組電源輸入選為8V、6V、4V、2V。

　　開關(guān)電源陣列后接一個(gè)4階LC濾波器用以濾波開關(guān)噪聲，如圖8所示，其中以5Ω電阻負(fù)載來替代功放。該濾波器的幅頻響應(yīng)如圖9所示。

　　測試結(jié)果

　　使用上述調(diào)制器生成如圖10(a)所示的一個(gè)頻率101kHz，幅值為1V～6.5V的正弦波(在負(fù)載電阻上測得)，可以看出其中間值處的紋波小于波峰和波谷處的紋波，這是因?yàn)?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/MASH">MASH2的噪聲遠(yuǎn)比MASH1的噪聲小，這是本設(shè)計(jì)中采用MASH2和MASH1相結(jié)合的一個(gè)重要原因。圖10(b)是FPGA產(chǎn)生的四個(gè)MOSFET的控制信號(hào)，高電平打開，低電平關(guān)斷，在任一時(shí)刻有且只有一個(gè)MOSFET是打開的。

　　為了計(jì)算電源調(diào)制器的效率，使用該調(diào)制器在不同的開關(guān)頻率下生成若干個(gè)直流電壓加到5Ω電阻負(fù)載上，并記錄下此時(shí)各組電源的輸出電流，計(jì)算并繪制得到效率曲線如圖11。

　　由測試結(jié)果可知，該電源調(diào)制器能獲得高于87%的調(diào)制效率，開關(guān)頻率越高，電源調(diào)制器的輸出紋波越小，但其效率越低，因?yàn)榇藭r(shí)MOSFET的開關(guān)功耗增大。