准方波整流在电压调整模块（VRM）中的应用

在相对较高输入电压时(如48V总线电压)，采用对称半桥电路作为主电路拓扑。副边整流电路可采用全波整流结构或倍流整流结构。

如图9所示，让对称半桥全波整流电路按照QSW方式工作，在所有负载范围内电感电流都从正到负变化，则可实现原边开关管在开通之前，电感电流反映到原边，流过即将开通的开关管的体二极管，实现ZVS。而且在负载突升时，输出滤波电感的等效占空比可达到100％，整个周期都会有正压加在输出滤波电感上，来提升电流；负载突降时，滤波电感的等效占空比可以为0％，整个周期都会有负压加在电感上，来降低电流。具有与单通道QSW电路相似的动态响应特性。应用交错并联技术，把两个对称半桥全波整流电路并联起来(如图10所示)，取稳态占空比为0.5，可实现完全的输出电流纹波互消作用，大大减小输 出 滤 波 器 ， 在 负 载 突 升 和 负 载 突 降 时 ， 具 有 对 称 的 快 速 动 态 响 应 。

图9 对称半桥全波整流电路及QSW工作波形

图10 交错并联对称半桥全波整流电路

图11为对称半桥倍流整流拓扑，两个输出滤波电感的电流相位相差180°，与双通道交错并联拓扑存在相似的电感电流纹波互消作用，对应D=0.5时，可以实现完全的电流纹波互消作用（输出电流纹波为零）。在应用于负载对动态响应要求不高的场合时，可以把稳态占空比选定为0.5，从而大大减小输出滤波器的体积。但对于数据处理器这类对动态响应有较高要求的负载时，不能把0.5这一满占空比作为稳态占空比。但当D偏离0.5时，其纹波互消作用则会大大削弱，限制了输出滤波器参数的取小，降低了功率级的能量传输速度。在这种情况下利用交错并联技术，把两个对称半桥倍流整流拓扑进行交错并联，如图12所示，则可实现与四通道交错并联QSW电路相似的纹波互消作用（Dmax0.5）此时，若把稳态占空比定在0.25，则可实现稳态时完全的纹波互消作用，输出滤波电感也可以取得很小，从而在负载突升(D：0.25→0.5)和突降(D：0.25→0)时，具有对称的快动态响应。

图11 对称半桥倍流整流拓扑

图12 交错并联对称半桥倍流整流拓扑及其原理波形

值得指出的是，这些交错并联结构的拓扑特别适合于应用磁集成技术。可采用多通道电感集成方案及电感和变压器的集成方案[7][8]。从而大大减小磁性元件所占的总体积，简化电路布局、封装设计，与分立磁性元件相比，具有显著的优越性。

5 结语

本篇针对微处理器应用场合，对其供电电源VRM进行了拓扑分析，指出现有拓扑的缺陷，从而引出准方波整流方式，并结合交错并联技术，对多通道交错并联QSW电路进行了分析，在此基础上，给出适合高总线输入电压要求的隔离式交错并联QSW方案，对各电路特点进行了阐述。本文分析有助于QSW在VRM中的合理选用和电路制作。