基于UC1845的多路輸出雙管反激開關(guān)電源方案

本電路中控制電路圍繞脈寬調(diào)制器UC1845進行設(shè)計，采用滿足航天應(yīng)用的磁隔離反饋技術(shù)。電路電壓采樣不是直接從輸出端采樣而是采用了磁隔離反饋技術(shù)。這種設(shè)計可以不借助啟動隔離電路而實現(xiàn)離線式輸出，線路簡單，但帶來的缺點是如果輸出端不使用低壓差三端穩(wěn)壓器負載調(diào)整率做不到很高，可以通過對變壓器的設(shè)計和對變壓器原邊電感的計算使其工作于臨界連續(xù)模式，可對輸出電壓負載調(diào)整率有一定改善；電流環(huán)采樣信號與自持電壓采樣反饋信號和基準(zhǔn)電壓信號進行比較，得到誤差控制信號進行比較得到PWM控制信號構(gòu)成了電流型控制雙環(huán)控制系統(tǒng)對開關(guān)功率管進行開關(guān)控制，實現(xiàn)閉環(huán)反饋控制。

UC1845啟動電壓在電路每次啟動時是通過啟動輔助供電電路降壓啟動，將PWM電路的啟動工作電壓穩(wěn)定在10~12V范圍內(nèi)，使PWM電路安全可靠地啟動并工作；在電源模塊正常工作后，由于雙管串聯(lián)反激電路主變壓器用于給PWM供電的自持繞組輸出電壓比降壓啟動輸出電壓略高，使得整流二極管被反向截止，該電路無輸出功率，而PWM電路通過主變壓器自持繞組輸出電壓長期供電，這樣降低了電路功耗。

4.2雙管反激式開關(guān)電源變壓器設(shè)計

此雙管反激式變壓器的繞制采用“三明治”式繞法，如圖4所示，即初級繞組先繞一半，再繞次級繞組，繞后再將初級繞組剩余的匝數(shù)繞完，將次級繞組包裹在里面，這樣漏感最小。且使輸出繞組和自持繞組并繞以實現(xiàn)最佳耦合效果。


圖4 變壓器繞制示意圖

反激式開關(guān)電源變壓器不同于其他雙極型變壓器，能量不僅要傳遞，還要在變壓器電感中儲存，并實現(xiàn)隔離作用，它實際作為一個變壓器-扼流圈發(fā)揮作用。因此變壓器設(shè)計也不同于其他電路，初級繞組電感值直接影響電路中的電壓、電流波形。

關(guān)鍵參數(shù)設(shè)計：

由已知條件計算出總輸出功率，確定磁芯截面積S.

和磁芯工作磁感應(yīng)強度ΔB，選擇合適的磁芯。

初級線圈的峰值電流：

式中，N1是最小的初級匝數(shù)；Vmin是最大的初級電流電壓（單位：V）；TON是開關(guān)管Q1的最大導(dǎo)通時間（單位：

μs）；B是AC磁通密度變化的峰-峰值（單位：T），鐵氧體典型值為200mT；Ae為磁芯中心柱的有效面積（單位：

5、實驗結(jié)果

本文設(shè)計的適用于航天器用寬輸入電壓范圍的雙管串聯(lián)反激、磁隔離反饋、高穩(wěn)定三路輸出DC-DC變換器，電源輸入母線電壓范圍為60~120V（標(biāo)稱：100V），輸出電壓為5V/0.8A、±12V/0.3A，額定輸出功率為11.2W，典型效率為75%以上，輸出端使用低壓差三端穩(wěn)壓器的情況下，輸出電壓負載穩(wěn)定度優(yōu)于±1%.

5.1開關(guān)電源輸出實驗結(jié)果

為了檢驗該開關(guān)電源的性能，對上述應(yīng)用電路進行了性能測試。開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率、紋波和效率如表l所示（表中UPP為電壓峰峰值）。

從實驗結(jié)果可知，在寬電壓輸入變化范圍內(nèi)輸出電壓穩(wěn)定。