多路输出电流控制型单端正激DC_DC变换器的设计

基于线性稳压电路的多路输出DCDC变换器的设计

方案一（图 1）：通用性极强，由于它是由两个电源回路组成，主路与辅路的 PWM、变压器、反馈电路都是相互独立的，使用同步方式以减少主辅路之间的相互干扰和降低输出纹波峰值。此方案是多路输出 DC/DC 变换器主流解决方案，而且可以实现高精度输出，基本上能满足各种条件下电性能指标要求。但此方案使用的元器件数量很多，占用空间极大，不利于产品小型化，很难在小尺寸外壳内实现。
• 电力电子 Power Electronics
基于线性稳压电路的多路输出 DC/DC 变换器的设计
文/贺啟峰
摘
本文首先对几种常用的多路
输出 DC/DC 变换器设计方案进行要对比分析，给出了一种新的多路
电源解决方案。其次重点描述了
线性稳压电路在多路输出 DC/DC
202 • 电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering
• Power Electronics 电力电子
路输出为辅路。以上四种方案各有优劣，为了在满足产品
小型化的条件下，实现电源高效率，高精度输出，这里给出了一种新的三路输出 DC/DC 变换器解决方案：辅路采用线性稳压电路的三路输出电源设计方案。
4 线性稳压电路在多路输出DC/DC变换器中的具体应用
采用图 5 的方案，设计实际电路，并分析其工作原理。图 6 为线性稳压电路原理图，这里将线性稳压电路用在三路电源中的辅路双路输出部分。
图 6 中，N1A，N1B 为比较放大器； R1、R2、R3、R4 为取样电阻；V1、V3 为调整器，采用功率三极管。
表 2：测试结果与 SMTR28512T 主要指标对比

DCDC变换电流型控制电路设计规范-精品文档

DC/DC变换电流型控制电路设计规范2001 年08月01 日发布 2001年08月01日实施深圳市安圣电气有限公司前言本规范于 2001年08月01日首次发布。

本规范起草单位：二次/工业电源研究部、研究管理部技术管理处本规范执笔人：高拥兵本规范主要起草人：高拥兵成功本规范标准化审查人：林攀本规范批准人：李其祥本规范修改记录：更改信息登记表规范名称: DC/DC变换电流型控制电路设计规范目录摘要 (5)缩写词/关键词/解释 (5)1.来源 (5)2.适用范围 (5)3.规范满足的技术指标（特征指标） (5)4.详细电路图 (5)5.工作原理简介 (6)6.设计、调试要点 (8)7.局部PCB版图（可选项） (10)8.附录 (11)附录1.元器件明细表 (11)附录2.斜坡补偿公式的推导 (14)本规范介绍了一种DC/DC变换电流型控制电路，该电路使用3843控制芯片和PWM控制技术，完成输出稳压反馈控制功能。

缩写词/关键词/解释DC/DC 直流/直流变换PWM Pulse Width Modulation，脉宽调制电流型控制1.来源本规范中的电路来源于SAI4271Z电源中的SAI4271C1单板，已经在SAI4271Z中得到批量使用验证，与之相关的外围单元电路有谐振嵌钳位正激变换主电路、控制保护电路等。

2.适用范围该电路适用于低压直流输入（≤100Vdc），工作占空比大于0.5的DC/DC 电源，实现输出稳压控制功能。

3.规范满足的技术指标（特征指标）本规范中电路能达到的技术指标：输入电压：40~60Vdc输出电压：25~29Vdc输出电流：65A最大工作占空比：0.70整机工作效率：87.5%4.详细电路图电路原理图如图1所示，输入输出接口定义如下表所示。

图1 电路原理图5.工作原理简介电流型控制具有电路形式简单，动态响应速度快，能够实现逐波限流等优点，在开关电源变换器的控制电路中得到了广泛的应用。

DC／DC变换器的设计

DC／DC变换器的设计DC/DC变换器是一种电力电子设备，用于将一个直流电源的电压转换为另一个直流电压。

它在电子设备中广泛应用，例如电气车辆、太阳能发电系统和电视机等。

DC/DC变换器的设计需要考虑以下几个方面：1.输入电压范围：根据应用需要，确定所需的输入电压范围。

这有助于选取合适的输入滤波电容和保护电路。

2.输出电压和电流：确定所需的输出电压和电流，并计算所需的功率。

这有助于确定合适的变压器、开关管和输出滤波电容。

3.开关频率：选择适当的开关频率，以平衡系统效率和元件尺寸。

通常，高开关频率可以减小元件的尺寸，但也会增加开关损耗。

4.控制策略：选择合适的控制策略，例如脉宽调制（PWM）或脉冲频率调制（PFM）。

PWM控制可实现快速响应和精确的输出电压稳定性，而PFM控制则可实现高效和高功率因素。

5.过压保护和过流保护：设计合适的过压保护和过流保护电路，以确保系统在故障情况下可靠工作。

6.效率和温度管理：优化设计，以提高系统的能量转换效率，并采取措施来控制元件的温度，以保证长期可靠性。

7.噪声和EMI控制：设计合适的滤波电路和接地布局，以降低系统的输出噪声和电磁干扰。

8.反馈控制：设计适当的反馈控制回路，以实现输出电压的稳定性和动态响应。

9.元件选型和参数计算：根据应用需求，选择适当的开关管、变压器、电感和电容，并计算它们的参数，以满足设计要求。

一般而言，DC/DC变换器的设计可以分为几个主要步骤：确定电路拓扑，选择工作模式，计算各个元件的参数，进行电路仿真和稳定性分析，制作原型并进行实验验证，最后进行性能优化和可靠性测试。

总的来说，DC/DC变换器的设计需要综合考虑输入输出电压、电流、开关频率、控制策略、保护电路、效率、温度管理、EMI控制和反馈控制等因素。

通过系统性的设计和优化，可以实现高效、稳定和可靠的DC/DC变换器。

多路输出电流控制型单端正激DC／DC变换器的设计

磁芯的复位，制电路使用第三代ＢＣＭＳ电流控制型Ｐ控ＩＯＷＭ，简化了电路设计、降低了噪声敏感
度，并分析了多路输出耦合电感对负载交叉调节性能的影响。关键词：电流控制型；多路输出：耦合电感
ＤｅｉｎｏｕｔｐｅＯｕｐｔｎｒｅｔＣｏｔｏｓｇｆＭｌｌｔｕｓａｄＣｕｒｎｎｒｌｉ
的前沿消隐技术，而降低了噪声敏感度。从
本文介绍了一个多路输出Ｄ／Ｃ变换器。ＣＤ该
输出参数
变换器特别适用于１２Ｖ或２４Ｖ蓄电池、８Ｖ直２
流供电条件。
１基本结构
图１所示为多路输出电流控制型单端正激Ｄ／ＣＤＣ变换器的原理图。输出为一路闭环，其其它
电压控制型有明显的优势。首先，降低了ＰＷＭ启
ＸｉｎＳａｎｉ７０６，Ｃｉａｈａｘａ１０８ｈｎ）
Ａｂｔａｔｌｐｅｏｔｕｓｓｎｌ — ｎｏｗａｄＤＣＤＣｃｎｅｔｒｗｉｈｉｅｙｓｉａｌｏｏｖｌｇ，ｗｉｅｒｎｅｓｒｃ：Ａｍｕｔｌｕｐｔｉｇｅｅｄｆｒｒ／ｏｖｒｈｃｓｖｒｕｔｂｅｆｒｌｗ－ｏｔｅｉｅａｄａｇｐｗｅｕｐｙｉｎｒｄｃｄＴｈｎｕｏｔｇａｇｓＤ－０Ｖ，ｏｔｕｓａｅ５Ｖ／ ±ｌ／．Ａ，０Ｖ／．Ｎｏｌｓｏｒｓｐｌｓｉｔｏｕｅ．ｅｉｐｔｖｌｅｒｎｅｉＣ８４ａｕｐｔｒ３Ａ，５Ｖ０５１０５Ａ．ｎｏｓｃａｉｇｃｒｕｔｉｍｐｏｅｏｒｓｔｔｅｔｎｆｒｒｍａｎｔｏｅｉｏｅｉｃｉｈｈｒｅｅａｉｎｏＩｌｍｐｎｉｉｓｅｌｙｄｔｅｅｈｒｓｏｍｅｇｅｉｃｒｎｐｗｒｃｒｕｔｃａｃ．ＴｅｔｉｄｇｎｒｔｆＢＣＯＭＳｏｃｒｅｔｃｎｒｌＰＭｓｕｅｏｓｍｐｉｅｉｎｎｅｕｅｔｅｎｉｅｓｓｅｔｉｔ．ＴｅｉｆｕｎｅｏｌｐｅｏｐｔｕｒｎｏｔＷｏｉｓｄｔｉｌｙｄｓｓａｄｒｄｃｈｏｓｕｃｐｉｌｙｈｎｅｃｆｍｕｔｌｕｔｕｆｇｂｉｌｉｃｕｌｇｉｄｃａｃｏｔｅｌａｒｓｅｕａｉｎｉｎｌｚｄｏｐｉｎｕｔｎｅｔｈｏｄｃｏｓｒｇｌｔｓａａｙｅ．ｎｏＫｅｗｏｄ：ｕｒｎｏｔｌｍｕｔｌｏｔｕｓｃｕｌｎｎｕｔｎｅｙｒｓｃｒｅｔｎｒ；ｌｐｅｕｐｔ；ｏｐｉｇｉｄｃａｃｃｏｉ

毕业设计(论文)-多路输出反激变换器的研制[管理资料]

中国矿业大学本科生毕业设计姓名：XXX 学号：学院：信息与电气工程学院专业：电气工程与自动化设计题目：多路输出反激变换器的研制专题：指导教师：XXX 职称：教授2009年6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院信电学院专业年级电气工程与自动05-1 学生姓名XXX 任务下达日期：2009年02月16日毕业设计日期：2009年02月16日至2009年06月20日毕业设计题目：多路输出反激变换器的研制毕业设计专题题目：毕业设计主要内容和要求：1、了解反激变换器拓扑及其工作原理；2、学习Saber仿真软件，并使用Saber仿真软件分析反激变换器；3、反激变换器的设计要求：输入电压：48V~72V；输出4路：5V/1A；+15V/；-15V/；24V/：工作频率100kHz；效率大于75%。

院长签字：指导教师签字：摘要本文对基于峰值电流控制反激变换器进行了研究。

首先分析了常用DC/DC变换器拓扑，并介绍了反激变换器的常用箝位电路；其次详细阐述了反激变换电路的工作原理；然后对电流控制技术的原理及实用芯片UC384X进行了详细的研究，讨论了电流控制的斜率补偿技术；接着重点分析了基于电流控制RCD箝位的反激变换器（CCM工作模式和DCM工作模式），并进行了参数设计，这其中较为重要的是磁性元件的设计。

根据以上理论并结合Saber仿真技术，分别对CCM模式下和DCM模式下基于RCD箝位反激变换器进行了稳态分析和时域分析。

之后还仿真了输入电压变化和负载突变时的暂态分析，电源负载调率较好。

与理论结果进行比较，理论结果和仿真结果一致。

关键词：峰值电流控制技术；RCD箝位；反激变换器；UC3842；Saber仿真ABSTRACTBased on the peak-current control technique, flyback converter is studied in this paper.First of all, commonly used DC / DC converter topologies and clamping circuits are analyzed and introduced. Then the principle of flyback converter and current control technology are given, as well as the principle of and the practical chip UC3842 and slope compensation technology of the current control. At last, the steady principle of RCD clamp flyback converter and design guide line of it's parameters are analyzed in detail(CCM and DCM mode). Design of magnetic element is more important.Based on above theory and Saber simulation, RCD clamp flyback is steady state and time domain analyzed when it is in CCM and DCM mode. Then, Transient analysis of input voltage change and load sudden change are simulated, and load regulation rate is better. Compare of theory, theoretical results and simulation results are uniform.Keywords：the peak-current control technique; RCD clamp; Flyback coverter; UC3842; Saber simulation目录1 绪论 (1)开关电源的理想拓扑 (1)非电气隔离变换电路 (1)电气隔离变换电路 (1)反激变换器的发展与现状 (2)反激变换器常用的箝位电路 (2)有损RCD吸收电路 (3)无源无损箝位电路 (3)有源箝位电路 (4)箝位电路性能的比较 (5) (5) (5) (6)2 开关变换器的电流控制技术 (7)概述 (7)电流控制技术 (7)电流控制技术的特点 (8)电流控制技术的优点 (8)电流控制技术的缺点 (8)电流控制技术的斜率补偿分析 (9)高性能电流模式控制器UC384x (10)UC384X系列芯片的特点 (10)电流模式控制器内部框图 (10)功能介绍 (11)3 反激变换器原理及综合分析 (15)概述 (15)单端反激变换器的稳态分析 (16)电流断续模式(DCM) (16)电流连续模式(CCM) (18)电流临界连续模式(BCM) (18)不同模式的比较 (18)反激变换器的外特性曲线 (20)RCD箝位电路 (21)RCD箝位电路的设计 (21)RC参数对电路性能的影响 (22)单端反激变换器的关键参数的设计 (23)磁化电感 (23)功率开关管S (23)副边整流二极管D (23)输出滤波电容C (23)4 多输出反激变换器设计 (24)概述 (24)单端反激变换器的设计研究 (25) (25)CCM模式反激变换器功率电路设计 (25)DCM模式反激变换器功率电路设计 (31)反激变换器控制电路设计 (34)5 反激变换器的仿真研究 (37)Saber简介 (37) (38)CCM模式下暂态分析 (38)CCM模式下关键节点波形分析 (39)宽范围输入电压下输出暂态响应 (41)在突加负载和突减负载下输出暂态响应 (42)基于Saber的DCM工作模式下的仿真研究 (44)DCM模式下的输出暂态响应 (44)关键节点波形分析 (44)两种模式下反激变换器的比较 (46)6 结束语 (47)本文主要完成工作 (47)进一步设想 (47)致谢 (48)参考文献 (49)翻译部分 (50)中文译文 (50)英文原文 (59)1 绪论开关电源的理想拓扑电力电子变换器广泛应用于飞机、导弹、舰艇、工业控制系统、微型计算机、家用电器等领域，正朝高功率密度、高变换效率、高可靠性、无污染的方向发展[1]。

DC-DC电源变换器的设计与制作

DC-DC 电源变换器的设计与制作综合实训技术报告组别：成员：班级：指导老师：提交日期：目录目录 (2)概要 (3)1、课题内容及求 (4)2、设计方案及原理图 (5)3、电路实物图及PCB覆铜面 (13)4、元器件选择 (16)5、芯片资料 (20)6、参考资料及网站 (27)7、致谢 (27)第一章：概要DC-DC电源变换器将一个固定的直流电压变换为可变的直流电压，这种技术被应用于无轨电车，地铁列车，电动车的无级变速和控制，同时使上述控制获得加速平稳，快速响应的性能，并能同时收到节约电能的效果。

开关电源以其效率高、功率密度高而在电源领域中占主要地位，为了以更低的功耗获得更高的速度和更加的性能，半导体器件正在向1V工作电压发展，这也对DC/DC变换器提出了更高的要求。

除了需要增添更多的功能外，还需要延长电池的寿命，并缩小系统体积。

目前仍以PWM型DC/DC产品为主流产品。

本设计对一种新颖的DC/DC变换器的设计和实现进行了论述，开关电路设计实现了输入为12V，输出为+5V/0.8A和28V/0.5A的集成DC/DC变换器MC34063。

线性部分实现输入12V，输出分别为5V/1A、2~9V/0.3A、3.3V/0.5A。

课题内容及求课题基本内容内容：输入电压12V±10%12V/2A 开关切换开关电源28V/0.2A5V/0.8A线性电源5V/1A3.3V/0.5A2V/9V课题要求：1、用开关切换的方式实现DC/DC开关电源和DC/DC线性电源。

2、DC/DC开关电源输出电压要求:28V/0.5A，纹波≤0.28Vpp(Vpp);5V/0.8A,纹波≤0.05Vpp(1%) 电压调整率≤2%，负载调整率≤2%，效率≤70%。

3、DC/DC线性电源输出电压要求：5V/1A纹波≤25mVpp(0.5%)3.3V/0.5A纹波≤17.5mV(0.5%)2~9V/0.3A纹波≤45mV(0.5%)电压调整率≤5%，负载调整率≤5%，效率≥30% 。

DC-DC Converter (直流变换器)资料

Ui
D
L
iL iO
R
Uo C
L
S
导通 Ui
C
电感电流：
连续 (CCM-Continuous Current Mode)
临界断续(DCM-Discontiuous Current Mode)
S 阻断
电压纹波、谐波、内阻 ……
L
iL 0
C
iL 0
C
R Uo
R
Uo
R Uo
1 电流的不同状态
★ 电流连续状态：
uL iC
S1
S1
T
S2
t
S1 S2
S2
★ 电流临界状态：
I LM
1 L
tON 0
uLdt
1 L
(U i
Uo )tON
DTUi (1 D) L
临界电流平均值：
I LC
1 2
I
LM
UiT D(1 D) 2L
4I LCM D(1 D)
I LCM
TUi 8L
Ui
UO
ton
toff
t
DT
D=0.1
D=0.5
D=0.9
★ 电流断续状态：
uL Ui -UO
(1-D)T
t
DT
1T
-UO
2T
(Ui Uo )DT 1TUo Uo D Ui D 1
D 1 1 Uo
续流时间＝？
Ui
iS ii S
D
L
iL iO
R
Uo C
Io
1 2
I LM
(D
1 )T
/T
Uo 2L
1T
(

DC-DC_电路设计(现代电路理论)

U0 t L0
I L (0)
U
t
d
, i L
U
L
储能 (1) 0 DT (2)
当 t [DT ,T ] 时,
iL (t)
IL
U0 L0
(t
DT
), t
, C和L
放能
(3)
当
t
T
时, i L
(t)
达到最小值
IL
由于电路达到了稳态, I L I L (0)
IL
IL
U0 L0
(T
DT )
(4)
8
U U
The energy
L
in DC
source
C
Load
Mode2:DT<t<T, T is off, D is on,the current iL decrease, the
equivalent circuit
The energy
Load
in L
C
20
2.电流增益
A I
根据无耗网络的定义:
P P U I U I
D 0
d
输入功率电流
输出电流
10
5.输出电压纹波分析
当 C0 ,U0 const, 但 Co 为有限值
i i I 负载电流
L
C
0
i i I
C
L
0
电感电流电容电流
情况1:
i I ,i 0,
L
0C
C充电
情况2: iL I0 ,iC 0, C放电
11
当 t [1 DT , DT (1 D) T ] 时,电容充电,其电荷量为Q
(t DT )