一种15W三路输出DC/DC模块电源的设计

3.2 稳压方式选择

对单路输出，只在输出端加稳压反馈电路即可，而对多路输出，必须视要求而定：如果各路输出电压精度都要求高，则每路都应设计独立的闭环稳压回路，这样设计难度较大；如果只有一路是重要的负载，其他路负载较轻，并对输出电压精度要求不是很严格，则只须给重要负载所在电路加反馈控制回路，其余两路开环，依靠耦合电感实现稳压。

3.3 多路输出滤波电感绕制方式选择

本例的三路输出中，5V（Uo1）是比较重要的负载，输出电流最大（2A），12V是运算放大器供电电源，允许电压在1～2V范围变化,电流较小（0.25A），所以，只在5V主路加反馈控制回路，±12V辅路的稳压性能是靠耦合电感来实现。针对本例多路输出的具体情况，输出滤波电感不宜采用独立电感，而应采用耦合电感，即将三路的输出滤波电感绕在一个磁芯上，只有5V主电路受控，输出特性较好，而±12V两路较差影响不大。

4 电源设计过程

4．1 UC3843外围电路设计

4.1.1 开关频率选择

二次电源产品工作频率一般选择在100kHz～400kHz之间，本例设置开关频率为250kHz，UC3843工作频率可达500kHz，脚4是Rt/Ct锯齿波振荡器的定时电阻和电容的公共端，对于UC3843而言，

f==250kHz（1）

式中：R是图1中的R304，其值为6.8kΩ；

C为图1中的C302，其值为1nF。

4.1.2 过流保护电路设计

图1中R101及R102为过流检测电阻，根据式ISMAX≈1.0V/RS设计R101及R102，这个电阻要设

得很小，以降低电阻上的损耗,图1中设计为两个10Ω电阻并联。检测电压送入UC3843的脚3。

脚3电压高于1V过流保护电路就动作，使脚6停止输出矩形波，电路停止工作。脚3还要接一个RC滤波器以抑制开关管的尖峰电流，图1中这个滤波器由R103及C306组成。

4.1.3 反馈误差放大器设计

R302，R303及C305构成积分型调节器，电阻R302和R303的比例关系影响系统的动态特性。R302和R303的比值可以改变UC3843电压误差放大器的放大倍数，对于一定的反馈电压量，可使PWM调节器的输出脉宽不同，从而影响输出电压调节幅度，即影响指标中输出的动态响应调节幅度。积分器的电容C305的大小影响系统的调节速度，即影响指标中输出的动态响应时间。

4.2 功率器件的选取

变换器的开关器件采用功率MOSFET，依据单管变换器计算电压的经验公式，取

UCEO==144V（2）

式中：Udmax为漏源极的最大电压；

D为占空比。

所以，功率MOSFET的反向电压应选用大于144V的，电流按高频变压器一次绕组的最大电流来确定。图1中V101选用耐压200V、电流9A的IRF630。

4．3 高频变压器的设计

4.3.1 磁芯的选用

多路输出变压器一般要求有较大的窗口面积，DC/DC模块电源可选用FEY型、FEE型、EUI型等磁芯，对于正激变换器，理论上变压器初级须有复位绕组Nr，这里考虑到变压器脚位的问题，选取高饱和磁感应强度的磁材,去掉复位绕组,这样使每次磁芯都在磁化曲线的下部工作,避免磁芯饱和。

先确定最大磁感应强度Bm，以计算并初选磁芯型号。

1）考虑高温时饱和磁感应强度Bs会下降，同时为降低高频工作时磁芯损耗，最大工作磁感应强度一般选为0.2～0.25T。这里选取高饱和磁感应强度的磁材RM2.2KD，其Bs为0.44T。

2）磁芯型号的选取有两种方法，一是依据式（3）

AeAw>=（3）

式中：Ae为磁芯截面积；

Aw为磁芯窗口面积；

fs为开关频率；

ΔB为磁性材料所允许的最大磁通密度的变化范围；

dc为变压器绕组导体的电流密度；

kc为绕组在磁性窗口中的填充系数。

二是根据厂家的磁芯材料手册给出的输出功率与磁芯尺寸的关系。这里采用第二种方法选用FEY15.3磁芯，其有效截面积为18.7mm2。

4.3.2 计算匝比

Uo=Uo1＋UD=5.0＋0.5=5.5V（4）

式中：Uo1为5V主路输出电压；

UD为整流管MBR1545正向压降，取0.5V。

n12==3.14（5）

式中：n12为主路原副边匝比；

Ui=UminDmax=36×0.48=17.28V（其中Umin为电源最低输入电压，Dmax取0.48）；

Uo为N2输出电压。

实际选取n12=4：1。

4.3.3 计算并调整主路副边匝数

N2===3.13（6）

式中：Ts为电源周期，Ts==4×10－6s；

ΔBm为磁通增量，ΔBm=0.44－0.065=0.375T；

Ae为磁芯截面积，对FEY15.3磁芯，Ae=0.187cm2。

实际取N2=4匝。

4.3.4 计算原边匝数

N1=N2×n12=4×4=16匝（7）

4.3.5 计算其余两个辅路副边匝数

N3=N4=N1×=4×=9.09（8）

式中：Uo2为＋12V辅路输出电压；