一种w三路输出dcdc模块电源的设计

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1、一种15W三路输出DC/DC模块电源的设计引言DC/DC模块电源已广泛用于微波通讯、航空电子、地面雷达、消防设备、医疗器械等诸多领域。其中有许多应用场合需要多路输出。如在单片机智能控制器中，单片机供电需要5V，而运放集成电路通常需要12V。在设计多路输出电源时，有许多地方不同于单路输出，需要考虑的问题较多，难度较大。比如，既要考虑变压器管脚限制、多副边变压器设计、各路的稳压电路实现，又要考虑每路轻载及满载时的负载调整率，负载的交叉调节特性。本文通过一个给单片机智能控制器供电的15W三路模块电源的设计实例，详细说明了多路输出电源的设计特点。

2、1电源的设计指标12V输入，5V/±12V三路输出模块电源的设计指标如表1所列。表1设计指标2电源的设计原理图1是针对单片机主板供电电源所设计的多路输出开关电源原理图。图1中电感L201，L202，L203是耦合电感，L204是偏置绕组，由于受变压器管脚限制，取自耦合电感。电路采用单端正激变换电路，当变换器接通电源时，输入直流电压经电阻R601和12V稳压管D601及三极管V601和V602组成的稳压降压电路后，启动UC3843。进入正常工作后，偏置绕组L204的供电电路开始工作，偏置绕组的输出经二极管D4整流、C601滤波后输出12V电

3、压，高于自供电电压，使二极管D602偏，启动电路停止工作。偏置绕组为UC3843(IC301)提供工作电压（12V），变换器进入正常工作，在PWM脉宽调制方式下，各路次级绕组的输出经过各路的二极管整流、LC型滤波器滤波后，产生各路的直流输出电压。＋5V输出的电压由电阻器R402和R406分压后，与可编程稳压源TL431（IC401）中的2.5V参考电压比较，然后通过光耦合器(IC101)反馈到UC3843的脚2，控制脉冲的占空比，稳定5V输出。耦合电感L202及L203实现±12V两路稳压。过流保护电阻R101和R102检测到开关管的过流

4、信号，送入UC3843的脚3，封锁UC3843的输出信号，实现过流保护。3设计方案选择DC/DC模块电源以中小功率为主,功率大都在150W之下,采用的电路拓扑以反激和正激变换器为主，有时也采用推挽变换器,电源要求体积小，设计时全部采用贴片元件。3.1主控芯片选择主控芯片采用新型脉宽调制集成电路UC3843，是一种电流型控制的专用芯片，图2是UC3843原理框图。它具有欠压锁定电路，低静态电流（1mA），大电流输出，内置能隙参考电压，500kHz工作频率，低R0放大器，电压调整率可达0.01V，非常接近线性稳压电源的调整率，低起动电流仅1m

5、A，启动电路非常简单等特点。3.2稳压方式选择对单路输出，只在输出端加稳压反馈电路即可，而对多路输出，必须视要求而定：如果各路输出电压精度都要求高，则每路都应设计独立的闭环稳压回路，这样设计难度较大；如果只有一路是重要的负载，其他路负载较轻，并对输出电压精度要求不是很严格，则只须给重要负载所在电路加反馈控制回路，其余两路开环，依靠耦合电感实现稳压。3.3多路输出滤波电感绕制方式选择本例的三路输出中，5V（Uo1）是比较重要的负载，输出电流最大（2A），12V是运算放大器供电电源，允许电压在1～2V范围变化,电流较小（0.25A），所以，只

6、在5V主路加反馈控制回路，±12V辅路的稳压性能是靠耦合电感来实现。针对本例多路输出的具体情况，输出滤波电感不宜采用独立电感，而应采用耦合电感，即将三路的输出滤波电感绕在一个磁芯上，只有5V主电路受控，输出特性较好，而±12V两路较差影响不大。4电源设计过程4．1UC3843外围电路设计4.1.1开关频率选择二次电源产品工作频率一般选择在100kHz～400kHz之间，本例设置开关频率为250kHz，UC3843工作频率可达500kHz，脚4是Rt/Ct锯齿波振荡器的定时电阻和电容的公共端，对于UC3843而言，式中：R是图1中的R304

7、，其值为6.8kΩ；C为图1中的C302，其值为1nF。4.1.2过流保护电路设计图1中R101及R102为过流检测电阻，根据式ISMAX≈1.0V/RS设计R101及R102，这个电阻要设得很小，以降低电阻上的损耗,图1中设计为两个10Ω电阻并联。检测电压送入UC3843的脚3。脚3电压高于1V过流保护电路就动作，使脚6停止输出矩形波，电路停止工作。脚3还要接一个RC滤波器以抑制开关管的尖峰电流，图1中这个滤波器由R103及C306组成。4.1.3反馈误差放大器设计R302，R303及C305构成积分型调节器，电阻R302和R303的比

8、例关系影响系统的动态特性。R302和R303的比值可以改变UC3843电压误差放大器的放大倍数，对于一定的反馈电压量，可使PWM调节器的输出脉宽不同，从而影响输出电压调节幅度，即影响指标中输出