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    一款車載DC-DC開關電源的設計

    2021-04-26 ryder

    車載開關電源是一種DC-DC變換器,它與一般的通訊電源有所不同,特殊的使用環境要求電源變換器能適應-25~50℃的高低溫環境,能戒備汽車高速運轉時,汽車發電機給電源的浪涌和過大的沖擊電流筆直損壞電源。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、質量輕等優勢,使用非常廣泛。本文采用的是開關變換的方式。


    148V~12V/10A車載開關電源辦法


    本文設計的車載開關電源緊要包括兩大主體:主電路和控制電路。其系統總體框圖如圖1所示。主電路采用推挽變換器,控制芯片為UC3846。以下對緊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高壓,非得在輸入級加上瞬態過壓保護電路,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,非得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,戒備了過多的功率消耗在電阻上。在場效應管為IRF3205(VDSS=55VID=110ARDS(on)=8.0mΩ)。為戒備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。


    引言


    車載開關電源是一種DC-DC變換器,它與一般的通訊電源有所不同,特殊的使用環境要求電源變換器能適應-25~50℃的高低溫環境,能戒備汽車高速運轉時,汽車發電機給電源的浪涌和過大的沖擊電流筆直損壞電源。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、質量輕等優勢,使用非常廣泛。本文采用的是開關變換的方式。


    148V~12V/10A車載開關電源辦法


    本文設計的車載開關電源緊要包括兩大主體:主電路和控制電路。其系統總體框圖如圖1所示。主電路采用推挽變換器,控制芯片為UC3846。以下對緊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高壓,非得在輸入級加上瞬態過壓保護電路,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,非得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,戒備了過多的功率消耗在電阻上。在場效應管為IRF3205(VDSS=55VID=110ARDS(on)=8.0mΩ)。為戒備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。

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