電動旅游車用開關(guān)電源設(shè)計(jì)

1 引言

電動旅游車的動力來源主要是電機(jī)，而電機(jī)的控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)都需要穩(wěn)定的電源供電才能正常工作，為了提供穩(wěn)定的工作電源輸入，設(shè)計(jì)一種多路輸出的開關(guān)電源就顯得十分必要。文中所述的電動旅游車電機(jī)為5.5KW異步電機(jī)，主開關(guān)驅(qū)動模塊為IPM。

反激變換器具有電路結(jié)構(gòu)簡單、輸入輸出電氣隔離、電壓調(diào)節(jié)范圍寬、易于多路輸出等特點(diǎn)，因而適合于電力電子設(shè)備內(nèi)的輔助開關(guān)電源。本文所設(shè)計(jì)的開關(guān)電源系統(tǒng)是一種小型車載電源，通過蓄電池供電，為電動車內(nèi)的主控制系統(tǒng)和驅(qū)動系統(tǒng)提供所需的工作電源，此電源具有多組隔離輸出、結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠、成本低廉等特點(diǎn)。

開關(guān)電源的控制電路可分為電壓控制型和電流控制型，前者是一個單閉環(huán)電壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)響應(yīng)慢，很難達(dá)到較高的電壓調(diào)整率；后者是一個電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，較電壓控制型有不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。因此，本文所設(shè)計(jì)的電源選擇了UC3843電流型控制器作為隔離開關(guān)穩(wěn)壓電源的核心。

2 UC3843介紹

UC3843是單端隔離式電流控制型DC/DC脈寬調(diào)制器，可直接驅(qū)動MOSFET和雙極功率管，它采用恒定頻率方式，其內(nèi)部原理方框圖如圖1所示。它有一個振蕩器，振蕩頻率最高可達(dá)500kHz，有+5VR的基準(zhǔn)電壓Vref；有一個增益高達(dá)90dB的誤差放大器；啟動電流低（1mA）；對輸入電壓Vcc有滯后欠壓保護(hù)；對+5VR基準(zhǔn)電壓也有滯后欠壓保護(hù)；有每一個周期的電流限制鎖存器。該電流型脈寬調(diào)制器有體積小、成本低、外圍組件少、電路簡單、可靠性高、故障率低等優(yōu)點(diǎn)。各引腳功能如下：

腳1為補(bǔ)償端子，外接RC網(wǎng)絡(luò)可補(bǔ)償誤差放大器的頻率響應(yīng)；

腳2是電壓反饋端，取樣電壓加在誤差放大器的反相輸入端。與2．5 V的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓；

腳3為電流檢測輸入端，外接檢測電阻?？蓸?gòu)成過流保護(hù)電路，當(dāng)腳3電壓等于或高于1 V時，電流檢測比較器輸出高電平，復(fù)位PWM鎖存器。從而關(guān)閉輸出脈沖，達(dá)到限流保護(hù)的目的。因此，被檢測的峰值電流為

（1）

式中： 為功率開關(guān)管的電流檢測電阻。在本設(shè)計(jì)方案中Rs選擇0.5Ω；

腳4外接定時電阻和電容，用以確定振蕩器的工作頻率；

腳5為接地端；

腳6為輸出端，采用圖騰式輸出，輸出平均電流為200mA，最大電流為1A；

腳7是其電源端，芯片工作的開啟電壓為8.5V，欠壓鎖定電壓為7.6V，0.9V的啟動與關(guān)閉差值可有效地防止電路在門限值電壓附近時產(chǎn)生振蕩；

腳8是其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(5V)。

圖1 UC3843代表性原理方框圖