基于UC3843的高效DC-DC模块电源设计

2011-12-23 18:57:42来源: 互联网
DC/DC 模块电源电子产品设计中广泛使用的二次电源, 它将一次电源单一的输出电压进行二次变换, 变成各种需要的电压, 提供给芯片。由于模块体积小, 所以功率密度要求高, 同时工作环境较为恶劣, 可靠性要求高; 模块电源一般要求工作温度为- 20 ~55℃ , MTBF(平均无故障时间)要求在20万小时以上。

  本文提出了一种基于UC3843芯片DC/DC 模块电源的实现方案, 电路简洁, 工作可靠, 转换效率高。

  1  UC3843功能及技术特性

  UC3843是一种高性能固定频率电流模式控制器,专为直流至直流变换器低压应用而设计, 设计人员只需采用少量外部元件就能获得性价比高的解决方案。

  UC3843具有自动前馈补偿、锁存脉宽调制、欠压锁定、低压启动等特点, 电流模式工作可到500kHz.器件提供8脚双列直插塑料封装和14脚塑料表面贴装封装(SO- 14)。

  UC3843由振荡器、误差放大器、电流检测比较器、脉宽调制锁存器、参考稳压器等几部分组成

2  DC /DC转换电路设计

  2. 1  设计目标

  设计目标为DC /DC 转换模块, 48V 输入, 5V 单路输出, 额定功率为10W, 转换效率不低于75%.

  2. 2  总体框图

  转换模块由输入滤波电路、开关电路、输出滤波电路、电流检测电路、辅助电源、输出电压反馈电路和PWM 调制电路几部分组成, 如图2所示。

  其中, 开关电路、输入滤波电路与输出滤波电路为主工作电路, PWM 调制电路作为整个模块的控制核心, 根据模块电源工作电流、输出电压反馈信号, 输出控制信号, 动态关断与导通开关管, 实现对输出的实时控制。

  2. 3  主工作电路设计

  由于模块输出功率较小, 所以开关电路采用单管反激电路设计。反激电路是由Buck Boost电路推演而得, 特点是结构简洁, 开关电路仅需四个器件: 变压器、开关管、整流管和输出电容。采用一个变压器, 可以实现多路输出。缺点是输出滤波电容上的电流脉动大,需要加大输出滤波电容, 抑制纹波。具体电路原理如图3所示。

  开关电路由T2、VT1、VD2 和C3 构成, 当开关管VT1开通时, 变压器T2 原边电感存储能量, 整流管VD2截止, 输出能量由电容C3供给; 当开关管VT1关断时, 变压器上存储的能量通过副边电感经VD2向外输出, 并给C3充电。通过调节VT1的开关占空比, 可以调节输出电压的高低。

  输入滤波电路由L1、C1 构成, 主要功能是抑制模块的输入反灌电流, 减小模块对输入电源的干扰。

  为输出较小纹波, 需要加大输出滤波电容, 或选取ESR小的滤波电容, 但这都会增加成本。在输出滤波电路中, 采用一个π型滤波器, 达到了减小纹波的效果。

  2. 4  电流检测电路

  电流检测电路由T1、VD1和R2、R3构成, 见图3。

  T1是电流互感器, 通过VD1的整流, 可以在R3得到与主变压器原边电流成一定比例的直流脉动电压, 将这个脉动信号送给PWM 控制器, 实现了原边电流检测。通过调整R2 和R3 的阻值, 改变检测的比例关系, 可以得到合适的电流检测信号。

关键字:UC3843  DC-DC  模块电源

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/1223/article_13578.html
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