高性能混合集成DC/DC变换器设计

。图7为电流互感器检测电流反馈信号的电原理图。

　　图7 电流互感器检测电流反馈信号的电原理图

　　4可靠性设计

　　采用降额设计技术，对VDMOS功率开关管、肖特基整流管、功率变压器等电应力和热应力较大的元器件进行降额设计。

　　VDMOS功率开关管的降额设计主要是对VDMOS功率开关管的源漏导通电流IDS、源漏击穿电压BVDS进行降额设计，应符合I级降额设计要求。

　　肖特基整流管的降额设计主要是对肖特基整流管正向平均电源ID、反向电压BVR进行降额设计，应符合I级降额设计要求。

　　功率变压器的降额设计主要是对功率变压器在常温、高温（125℃）时的最高工作磁通密度Bm进行降额设计，应符合I级降额设计要求。

　　采用分片式版图设计，大面积采用厚膜Al2O3陶瓷基板，局部用高导热率的BeO陶瓷作为主要热源器件VDMOS开关功率管IRFC230和肖特基整流二极管8TQ100的基板，将主变压器PC40P18/11Z和输出滤波电感器PC40P18/11A250直接粘结在金属底座上，并使以上热源元器件均匀地分布在管座四周边缘，减少对非热源元器件的影响，保证热分布均匀，热梯度小，避免热量集中、出现局部过热点，以利于电路内部向外界散热。

　　在电路设计中，增加输出过流保护设计，提高电路的可靠性。

　　在电路设计中提高转换效率、减少功耗、减少热源热量的产生，减少电路内部温升，提高电路的可靠性。在工艺制作中采用导热性能好的冷轧钢金属管壳，采用厚膜Al2O3陶瓷基板、BeO陶瓷基板，采用再流焊、烧结低热阻工艺技术，降低各级热阻，减少电路内部温升，提高电路的可靠性。

　　采用再流焊工艺将输入滤波陶瓷电容器和输出滤波钽电容器等体积较大的元件粘贴在Al2O3基板上，并用环氧树脂对这些体积较大的元件进行加固处理，增强电路的抗机械冲击性能。

　　采用干燥氮气保护下的无应力平行封焊管壳封装工艺，水汽等残余气体含量极少，封装气密性好，避免封装对Al2O3、BeO陶瓷基板造成的机械应力，避免产生多余物，保证可靠性指标要求。

　　5研究结果

　　根据以上设计思想，设计实现了双路独立输出±15V/1.5A（45W）混合集成DC/DC变换器HB2815D45。该产品通过了环境温度+85℃高温满载功率老化、变频振动（加电监测）等质量一致性检验考核，其性能指标及质量等级达到军用G类DC/DC电源变换器水平，在设计定型时被一致认为“达到国际先进水平”。表2为HB2815D45与Interpoint公司生产的MTW2815D的性能对照表。