一款車載DC-DC開關電源的設計

　　引言

　　車載開關電源是一種DC-DC變換器，它與普通的通訊電源有所不同，特殊的使用環(huán)境要求電源變換器能適應－25～50℃的高低溫環(huán)境，能防止汽車高速運轉時，汽車發(fā)電機給電源的浪涌和過大的沖擊電流直接損壞電源。同時車載開關電源的設計受到蓄電池供電的制約，不能采用低成本的線性電源。由于開關具有電源效率高、體積小、質量輕等優(yōu)點，應用非常廣泛。本文采用的是開關變換的方式。

　　1 48 V~12 V/10 A 車載開關電源方案

　　本文設計的車載開關電源主要包括兩大主體：主電路和控制電路。其系統(tǒng)總體框圖如圖1所示。主電路采用推挽變換器，控制芯片為UC3846。以下對主要電路進行設計說明。

　　1.1 輸入電路設計

　　在DC/DC 變換中，開關管的電流、電壓值的快速上升下降，電感電壓、電容的電流也迅速變化，這些都構成電磁干擾源（EMI）。為了減少干擾，所以需要在電源的輸入端加濾波器。由圖2所示的C1、C2、C3、C4、C5 和L004、L001 組成。

　　車載電源用于汽車上，有可能受到較大瞬態(tài)高壓，必須在輸入級加上瞬態(tài)過壓保護電路，由圖2 中的壓敏電阻S20K60 完成此功能。同時考慮到開機時，接入電源有可能有很大的浪涌電流，必須在輸入端上接上一電阻來抑制浪涌，如圖2 中的R6，當變換器正常工作后，場效應管Q2的門極電流達到開通電流使Q2 開通，R6 兩端短接，避免了過多的功率消耗在電阻上。在場效應管為IRF3205（VDSS=55 V ID=110 A RDS（on）=8.0 mΩ）。為避免安裝時接入蓄電池極性錯誤，損壞變換器，故在輸入級上反向并聯(lián)二極管D1 和D2。

　　1.2 直流變換部分的設計

　　直流變換部分是開關電源的主體部分。本文設計的開關電源采用的是推挽式，Q3、Q4 為功率管，TR1 為高頻變壓器，D7、D8、C14～C19、L1、L2等為高頻整流電路，C10、R4 為開關管的緩沖回路。Q7～Q10 為場效應管驅動電路。