基于UC1845的多路輸出雙管反激開(kāi)關(guān)電源方案

本電路中控制電路圍繞脈寬調制器UC1845進(jìn)行設計，采用滿(mǎn)足航天應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)。這種設計可以不借助啟動(dòng)隔離電路而實(shí)現離線(xiàn)式輸出，線(xiàn)路簡(jiǎn)單，但帶來(lái)的缺點(diǎn)是如果輸出端不使用低壓差三端穩壓器負載調整率做不到很高，可以通過(guò)對變壓器的設計和對變壓器原邊電感的計算使其工作于臨界連續模式，可對輸出電壓負載調整率有一定改善；電流環(huán)采樣信號與自持電壓采樣反饋信號和基準電壓信號進(jìn)行比較，得到誤差控制信號進(jìn)行比較得到PWM控制信號構成了電流型控制雙環(huán)控制系統對開(kāi)關(guān)功率管進(jìn)行開(kāi)關(guān)控制，實(shí)現閉環(huán)反饋控制。

UC1845啟動(dòng)電壓在電路每次啟動(dòng)時(shí)是通過(guò)啟動(dòng)輔助供電電路降壓?jiǎn)?dòng)，將PWM電路的啟動(dòng)工作電壓穩定在10~12V范圍內，使PWM電路安全可靠地啟動(dòng)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?jiǎn)?dòng)輸出電壓略高，使得整流二極管被反向截止，該電路無(wú)輸出功率，而PWM電路通過(guò)主變壓器自持繞組輸出電壓長(cháng)期供電，這樣降低了電路功耗。

4.2雙管反激式開(kāi)關(guān)電源變壓器設計

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(shí)現最佳耦合效果。


圖4 變壓器繞制示意圖

反激式開(kāi)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(shí)現隔離作用，它實(shí)際作為一個(gè)變壓器-扼流圈發(fā)揮作用。因此變壓器設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)鍵參數設計：

由已知條件計算出總輸出功率，確定磁芯截面積S.

和磁芯工作磁感應強度ΔB，選擇合適的磁芯。

初級線(xiàn)圈的峰值電流：

式中，N1是最小的初級匝數；Vmin是最大的初級電流電壓（單位：V）；TON是開(kāi)關(guān)管Q1的最大導通時(shí)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(shí)驗結果

本文設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、高穩定三路輸出DC-DC變換器，電源輸入母線(xiàn)電壓范圍為60~120V（標稱(chēng)：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壓器的情況下，輸出電壓負載穩定度優(yōu)于±1%.

5.1開(kāi)關(guān)電源輸出實(shí)驗結果

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

從實(shí)驗結果可知，在寬電壓輸入變化范圍內輸出電壓穩定。