基于UC3843的高效DC-DC模块电源设计

　　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。