0 引言
随着技术的不断进步，模块化电源凭借小型化、薄型化、轻量化、高频化、集成度高等诸多优点已成为日益关注的焦点[4-7]。DC-DC模块作为一种直流电压变换器，为各种移动设备提供电源；在电动自行车、电动叉车、旅游观光车中有很广泛的应用。在模块化电源中，非隔离型降压电源变换器的应用尤其广泛，在激烈的市场竞争中，如何提高产品的性价比来抢占更多的市场份额，成为各厂家面前的难题。这迫使各大厂家的工程师们不断的寻求更可靠、更高效、更廉价的方式设计电路。
在非隔离模块化电源中，大多采用Buck电路，控制芯片采用UC3842。然而,传统的Buck电路需要隔离驱动，因而成本较高，电路结构复杂，不利于体积的减小，为此，本文提出了一种新型的驱动电路架构。通过适当的连接，可以省去传统驱动电路所需的隔离电源。另外，为了实现电流环控制，一般使用电阻或电流霍尔元件对电流进行采样，这样不但增加成本和损耗，也不利于模块化电源体积的减小和可靠性的提高。因此，本文还提出了一种新颖的电流采样电路，即通过检测开关管的导通压降来实现对开关管电流的控制，这将有效的降低成本和损耗。
1 传统技术回顾
1.1非隔离驱动技术回顾
非隔离驱动技术分为低端驱动和高端驱动，而高端驱动是我们一般研究的重点。其难点是驱动电路中输入信号和输出信号不共地，有时甚至有几100V的压差，这就需要使用隔离型器件进行信号传输。经过几10年的发展，隔离驱动方式大致可以分为以下3类：第一种是变压器隔离，优点是响应速度好没有延迟，价格便宜，缺点是每个周期都需要对变压器进行磁复位，不太适合用在大占空比的场合[8-10]；第二种是光电隔离，优点是不存在复位问题，可输出任意占空比，缺点是信号从输入转换到输出的过程中存在较大延迟，不适合用在高频场合，且成本较高；第三种是电容隔离，这种隔离方式被大量用在高端驱动芯片中，其优点是输入输出延迟小，可输出任意占空比，缺点是受隔离电容的约束，隔离电压等级做不高，成本较高。
1.2 电流采样技术回顾
电流采样技术在很多电力电子领域应用广泛，其主要目的是为了实现电流的闭环控制[11-14]。电流采样方式大致可分为2类：第一种是非隔离采样，一般用采样电阻将电流信号转变为电压信号，该方法优点是成本低，适合应用在小电流、对电流精度要求不高的场合，缺点是在电阻上产生的功耗较大，电阻阻值随着温度的变化而改变，测量精度不高；第二种是利用霍尔元件测量电流，该方法属于隔离采样，在100A以下的领域各大厂家都推出了集成的采样芯片，在100A以上的领域，需要磁环和霍尔元件配合以实现电流采样，优点是功耗低，精度高，电路简单，缺点是成本较高。
2 新型BUCK电路的原理分析
2.1非隔离驱动电路工作原理
新型Buck电路原理图示于图1。与Buck电路的传统驱动方式相比，本文研究的驱动电路中，将UC3842的地（5脚）直接连接在开关管的源极,而不是输入输出端的公共地。具体工作原理如下：当UC3842的OUT引脚输出为高电平时，开关管Q1开始导通，随着Q1的导通，二极管D1、D2和D3反向截止，开关管源极电位逐步上升到B+附近，电感电流线性增加，VCC_UC3842的电位为B+加12V。由此可知，虽然在开关管导通之后，开关管源极的电位发生了变化，但是UC3842作用在开关管门极到源极的电压差没有改变，从而在开关管导通时能实现驱动功能。当UC3842输出变为低电平时，开关管Q1开始关断，Q1的源极电位逐渐下降，最终二极管D3开始续流，同一时刻 GND_UC3842点的电位变为GND减去二极管D3的导通压降（约为-0.5V）。此时如图1中的箭头○1所示，二极管D1和D2导通，输出电容C5给电容C1和C4充电，目的是使电容电压保持在12V左右，保证UC3842和电压环路正常工作。一个周期内，相关电量信号时序图见图2……【点击下载全文】
