一款车载DC-DC开关电源的设计

　　引言

　　车载开关电源是一种DC-DC变换器，它与普通的通讯电源有所不同，特殊的使用环境要求电源变换器能适应－25～50℃的高低温环境，能防止汽车高速运转时，汽车发电机给电源的浪涌和过大的冲击电流直接损坏电源。同时车载开关电源的设计受到蓄电池供电的制约，不能采用低成本的线性电源。由于开关具有电源效率高、体积小、质量轻等优点，应用非常广泛。本文采用的是开关变换的方式。

　　1 48 V~12 V/10 A 车载开关电源方案

　　本文设计的车载开关电源主要包括两大主体：主电路和控制电路。其系统总体框图如图1所示。主电路采用推挽变换器，控制芯片为UC3846。以下对主要电路进行设计说明。

　　1.1 输入电路设计

　　在DC/DC 变换中，开关管的电流、电压值的快速上升下降，电感电压、电容的电流也迅速变化，这些都构成电磁干扰源（EMI）。为了减少干扰，所以需要在电源的输入端加滤波器。由图2所示的C1、C2、C3、C4、C5 和L004、L001 组成。

　　车载电源用于汽车上，有可能受到较大瞬态高压，必须在输入级加上瞬态过压保护电路，由图2 中的压敏电阻S20K60 完成此功能。同时考虑到开机时，接入电源有可能有很大的浪涌电流，必须在输入端上接上一电阻来抑制浪涌，如图2 中的R6，当变换器正常工作后，场效应管Q2的门极电流达到开通电流使Q2 开通，R6 两端短接，避免了过多的功率消耗在电阻上。在场效应管为IRF3205（VDSS=55 V ID=110 A RDS（on）=8.0 mΩ）。为避免安装时接入蓄电池极性错误，损坏变换器，故在输入级上反向并联二极管D1 和D2。

　　1.2 直流变换部分的设计

　　直流变换部分是开关电源的主体部分。本文设计的开关电源采用的是推挽式，Q3、Q4 为功率管，TR1 为高频变压器，D7、D8、C14～C19、L1、L2等为高频整流电路，C10、R4 为开关管的缓冲回路。Q7～Q10 为场效应管驱动电路。