一款車載DC-DC開關(guān)電源的設(shè)計(jì)

　　引言

　　車載開關(guān)電源是一種DC-DC變換器，它與普通的通訊電源有所不同，特殊的使用環(huán)境要求電源變換器能適應(yīng)－25～50℃的高低溫環(huán)境，能防止汽車高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，汽車發(fā)電機(jī)給電源的浪涌和過大的沖擊電流直接損壞電源。同時(shí)車載開關(guān)電源的設(shè)計(jì)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(guān)具有電源效率高、體積小、質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常廣泛。本文采用的是開關(guān)變換的方式。

　　1 48 V~12 V/10 A 車載開關(guān)電源方案

　　本文設(shè)計(jì)的車載開關(guān)電源主要包括兩大主體：主電路和控制電路。其系統(tǒng)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(duì)主要電路進(jìn)行設(shè)計(jì)說明。

　　1.1 輸入電路設(shè)計(jì)

　　在DC/DC 變換中，開關(guān)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(gòu)成電磁干擾源（EMI）。為了減少干擾，所以需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(tài)高壓，必須在輸入級(jí)加上瞬態(tài)過壓保護(hù)電路，由圖2 中的壓敏電阻S20K60 完成此功能。同時(shí)考慮到開機(jī)時(shí)，接入電源有可能有很大的浪涌電流，必須在輸入端上接上一電阻來抑制浪涌，如圖2 中的R6，當(dāng)變換器正常工作后，場效應(yīng)管Q2的門極電流達(dá)到開通電流使Q2 開通，R6 兩端短接，避免了過多的功率消耗在電阻上。在場效應(yīng)管為IRF3205（VDSS=55 V ID=110 A RDS（on）=8.0 mΩ）。為避免安裝時(shí)接入蓄電池極性錯(cuò)誤，損壞變換器，故在輸入級(jí)上反向并聯(lián)二極管D1 和D2。

　　1.2 直流變換部分的設(shè)計(jì)

　　直流變換部分是開關(guān)電源的主體部分。本文設(shè)計(jì)的開關(guān)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(guān)管的緩沖回路。Q7～Q10 為場效應(yīng)管驅(qū)動(dòng)電路。