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摘要：脉冲电源是脉冲制式供电方式装备必不可少的供电电源。本文对脉冲电源特点及主要参数的影响原因进行分析，给出了一种脉冲电源的电路方案。重点分析输出脉冲电压跌落幅度产生原因及解决方法，总结了实用的脉冲电源工程设计方法。本文网络版地址：http：//www.eepw.com.cn/ article/245935.htm
关键词：脉冲电源；脉冲电压；跌落幅度
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.4.013
引言
在某发射机中，为了降低整机功耗，对某间歇工作的单元电路采取脉冲制式供电方式。本文研制的电源模块，可通过外部控制信号，快速的开启和关断，为负载提供15V电压，1A电流的供电脉冲。
一般开关电源启动延迟时间为ms级，直接控制电源的On/Off端无法输出上下沿为ns级的输出脉冲。本文介绍了一种输出级调制方式，满足了输出脉冲建立时间及关闭时间为ns级的要求，输出功率达15W，调制频率从200Hz～50kHz，脉冲电压跌落幅度小于0.5 %的要求。
本文着重分析了影响脉冲电源主要参数的因素及解决方法，最后给出采用厚膜混合集成技术制作的28V输入，15V/15W输出可程控调制脉冲电源模块的实测参数。
1 脉冲电源参数要求
本文介绍的脉冲电源，要求达到下面主要设计指标：
2 电源整体方案
一般开关电源启动延迟时间为ms级，所以直接控制电源的On/Off端无法实现ns级上升沿的脉冲输出。为满足设计指标要求，采取开关电源及次级调制方式，原理框图见图1。
从框图1可以看出，电源采用常用的单端正激拓扑结构。单端正激开关电源为采用中小功率开关电源电路，其设计方法已经成熟，这里不再赘述。
开关电源启动后始终处于工作状态，输出脉冲由输出调制电路控制MOS管Q2的导通和关断来实现。由于调制和MOS管驱动总延迟时间可以设计在ns级，所以可以满足脉冲的导通及关断时间小于1μs。
开关电源负载瞬变特性的存在，对于脉冲输出来说，却是一个不可忽视的重要指标。
图2反映了电源负载瞬变特性对脉冲输出的影响。由于电源负载瞬变特性的存在，在脉冲输出时，由于-VLT的存在，会导致VPo不能及时上升到标称输出电压幅度。该输出电压与标称输出电压之差定义为脉冲电压幅度SVO。工程设计中如何计算选择器件参数使之满足设计指标要求，是本文探讨的主要内容。
降低脉冲电压跌落幅度SVO的最有效途径，是改善开关电源的负载瞬变特性，使之负载瞬变输出电压变化量（VLT）尽量的小，负载瞬变时输出电压的恢复时间（tLT）尽量的短。但是，前面讲过，电源的负载瞬变特性是整个闭环调整过程所需要的时间，是必然存在的。而且电源设计师在设计电源时，总要综合考虑所有参数，特别是环路稳定性。所以，负载瞬变输出电压变化量（VLT）不可能无限的小，负载瞬变时输出电压的恢复时间（tLT）不可能无限的短。对于脉冲输出幅度的快速建立，该特性的影响始终不可忽视。
分析图1，不难发现，电容C2是一个改善脉冲电压跌落幅度SVO的关键器件。假设Q2导通之前，开关电源已经工作，C2已经充电至输出直流电压VDo。那么在Q2开启，VDo出现跌落-VLT期间，输出脉冲VPo上升沿的快速建立，将由C2对负载放电（图3）来实现。这样，问题就转化为C2电容量与脉冲电压跌落幅度SVO的关系。建立这两者的量值关系，计算选择C2容量，是降低脉冲电压跌落幅度SVO的另一个有效途径。
假设在Q2开启瞬间，电源负载瞬变时输出电压的恢复时间tLT内，VPo的电压幅度完全由电容C2在RL上放电建立。那么则要求电容C2上的电压Vc在Q2开启时刻t0开始放电至tLT时刻仍然维持在VP1（忽略Vds）。
根据上述分析设计的脉冲电源，所有参数均满足设计要求。实测各种频率下的输出波形，其脉冲电压跌落幅度SVO都在设计要求范围内，有关数据如表1所示。
5 结语
本文给出了一种脉冲电源的电路方案，重点分析影响脉冲电源主要参数——输出脉冲电压跌落幅度SVO的因素及解决方法。实际产品测试参数验证了设计方法的正确性。
参考文献：
[1]Pressman A I.开关电源设计.王志强，译.电子工业出版社
[2]Chen W.通过适当的电源旁路滤波消除噪声.电子产品世界，2013（2）
[3]Lacey P.避免电源不稳定的九步设计法.电子产品世界，2013（7-8）
[4]贺景霞.大功率LED驱动电路设计与仿真.电子产品世界，2013（8）[5]谭婕娟.微型电机电源的设计.电子产品世界，2013（9）
关键词：脉冲电源；脉冲电压；跌落幅度
DOI： 10.3969/j.issn.1005-5517.2014.4.013
引言
在某发射机中，为了降低整机功耗，对某间歇工作的单元电路采取脉冲制式供电方式。本文研制的电源模块，可通过外部控制信号，快速的开启和关断，为负载提供15V电压，1A电流的供电脉冲。
一般开关电源启动延迟时间为ms级，直接控制电源的On/Off端无法输出上下沿为ns级的输出脉冲。本文介绍了一种输出级调制方式，满足了输出脉冲建立时间及关闭时间为ns级的要求，输出功率达15W，调制频率从200Hz～50kHz，脉冲电压跌落幅度小于0.5 %的要求。
本文着重分析了影响脉冲电源主要参数的因素及解决方法，最后给出采用厚膜混合集成技术制作的28V输入，15V/15W输出可程控调制脉冲电源模块的实测参数。
1 脉冲电源参数要求
本文介绍的脉冲电源，要求达到下面主要设计指标：
2 电源整体方案
一般开关电源启动延迟时间为ms级，所以直接控制电源的On/Off端无法实现ns级上升沿的脉冲输出。为满足设计指标要求，采取开关电源及次级调制方式，原理框图见图1。
从框图1可以看出，电源采用常用的单端正激拓扑结构。单端正激开关电源为采用中小功率开关电源电路，其设计方法已经成熟，这里不再赘述。
开关电源启动后始终处于工作状态，输出脉冲由输出调制电路控制MOS管Q2的导通和关断来实现。由于调制和MOS管驱动总延迟时间可以设计在ns级，所以可以满足脉冲的导通及关断时间小于1μs。
开关电源负载瞬变特性的存在，对于脉冲输出来说，却是一个不可忽视的重要指标。
图2反映了电源负载瞬变特性对脉冲输出的影响。由于电源负载瞬变特性的存在，在脉冲输出时，由于-VLT的存在，会导致VPo不能及时上升到标称输出电压幅度。该输出电压与标称输出电压之差定义为脉冲电压幅度SVO。工程设计中如何计算选择器件参数使之满足设计指标要求，是本文探讨的主要内容。
降低脉冲电压跌落幅度SVO的最有效途径，是改善开关电源的负载瞬变特性，使之负载瞬变输出电压变化量（VLT）尽量的小，负载瞬变时输出电压的恢复时间（tLT）尽量的短。但是，前面讲过，电源的负载瞬变特性是整个闭环调整过程所需要的时间，是必然存在的。而且电源设计师在设计电源时，总要综合考虑所有参数，特别是环路稳定性。所以，负载瞬变输出电压变化量（VLT）不可能无限的小，负载瞬变时输出电压的恢复时间（tLT）不可能无限的短。对于脉冲输出幅度的快速建立，该特性的影响始终不可忽视。
分析图1，不难发现，电容C2是一个改善脉冲电压跌落幅度SVO的关键器件。假设Q2导通之前，开关电源已经工作，C2已经充电至输出直流电压VDo。那么在Q2开启，VDo出现跌落-VLT期间，输出脉冲VPo上升沿的快速建立，将由C2对负载放电（图3）来实现。这样，问题就转化为C2电容量与脉冲电压跌落幅度SVO的关系。建立这两者的量值关系，计算选择C2容量，是降低脉冲电压跌落幅度SVO的另一个有效途径。
假设在Q2开启瞬间，电源负载瞬变时输出电压的恢复时间tLT内，VPo的电压幅度完全由电容C2在RL上放电建立。那么则要求电容C2上的电压Vc在Q2开启时刻t0开始放电至tLT时刻仍然维持在VP1（忽略Vds）。
根据上述分析设计的脉冲电源，所有参数均满足设计要求。实测各种频率下的输出波形，其脉冲电压跌落幅度SVO都在设计要求范围内，有关数据如表1所示。
5 结语
本文给出了一种脉冲电源的电路方案，重点分析影响脉冲电源主要参数——输出脉冲电压跌落幅度SVO的因素及解决方法。实际产品测试参数验证了设计方法的正确性。
参考文献：
[1]Pressman A I.开关电源设计.王志强，译.电子工业出版社
[2]Chen W.通过适当的电源旁路滤波消除噪声.电子产品世界，2013（2）
[3]Lacey P.避免电源不稳定的九步设计法.电子产品世界，2013（7-8）
[4]贺景霞.大功率LED驱动电路设计与仿真.电子产品世界，2013（8）[5]谭婕娟.微型电机电源的设计.电子产品世界，2013（9）