车载DC_DC开关电源的设计.pdfVIP

第19 卷第3 期 甘肃广播电视大学学报 Vol. 19 No. 3 2009 年9 月 Journal of Gansu Radio TV University Sept. 2009 车载DC-DC开关电源的设计 车怀林 (甘肃广播电视大学四○四厂分校，甘肃嘉峪关735100) ［摘要］车载开关电源是应用于汽车上的移动电源，由蓄电池提供能量。本文设计出一种适合于车载电源系统 的高频开关电源。该电源以推挽式开关变换器和UC3846 为核心部件，并针对各种不同情况分别采取软启动、 封锁输出脉冲等方式保护，防止冲击、过压、过流等，提高了整个系统的可靠性。 ［关键词］高频开关电源；推挽变换；脉宽调制 ［中图分类号］U463.63 ［文献标识码］A ［文章编号］1008蛳4630 （2009）03 蛳0048 蛳03 车载开关电源是将车上48 V 蓄电池供电转 所示的C1、C2、C3、C4、C5 和L004、L001 组成。 换为直流12 V 的一种电子设备，是一种DC-DC 车载电源用于汽车上，有可能受到较大瞬态 变换器，它与普通的通讯电源有所不同，特殊的 高压，必须在输入级加上瞬态过压保护电路，由 使用环境要求电源变换器能适应－25～50℃的高低 图2 中的压敏电阻S20K60 完成此功能。同时考 温环境，能防止汽车高速运转时，汽车发电机给 虑到开机时，接入电源有可能有很大的浪涌电 电源的浪涌和过大的冲击电流直接损坏电源。同 流，必须在输入端上接上一电阻来抑制浪涌，如 时车载开关电源的设计受到蓄电池供电的制约， 图2 中的R6，当变换器正常工作后，场效应管Q2 [1] 不能采用低成本的线性电源 。由于开关具有电 的门极电流达到开通电流使Q2 开通，R6 两端短 源效率高、体积小、质量轻等优点，应用非常广 接，避免了过多的功率消耗在电阻上。在场效应 泛。本文采用的是开关变换的方式。其主要工作 管为IRF3205 （VDSS=55 V ID=110 A RDS(on)= 是设计1 台12 V/10 A 的车载开关电源。 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 1 48 V~12 V/10 A 车载开关电源方案 D2。 本文设计的车载开关电源主要包括两大主 1.2 直流变换部分的设计 体：主电路和控制电路。其系统总体框图如图 1 直流变换部分是开关电源的主体部分。本文 [2] 所示。主电路采用推挽变换器 ，控制芯片为 设计的开关电源采用的是推挽式，Q3、Q4 为功率 UC3846。以下对主要电路进行设计说明。 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。 图1 开关电源系统框图 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 [3] 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 收稿日期：2009 蛳06 蛳 03 作者简介：车怀林