一种多路输出军用车载电源的设计

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1、一种多路输出军用车载电源的设计

2、第1图1电路框图考虑到输出独立保护的要求，本电源采用了两路独立的电路结构，24V输出功率较大采用Forouseg(this)">图2散热器结构3三重过流保护由于是军用车载电源，对装置的稳定性和可靠性要求非常高，所以，采用了三重过流保护，即微秒级保护、毫秒级保护及秒级保护。3.1微秒级保护微秒级保护是指电源出现输出过流或者短路时，在一个开关周期内就能进行保护。因为，通常开关周期都是设计为微秒级，所以，称此保护为微秒级保护。具体的实施方法如图3所示，峰值电流控制信号连到P芯片L5991[1]的脚ISE，当脚ISE的电压大于1V时，

3、L5991输出就为低电平，从而关断开关管。此保护在每个开关周期进行判断，因此，反应速度比较快，用以保护瞬间的过流。500)this.style.ouseg(this)">图3电流峰值保护及恒流保护电路3.2毫秒级保护毫秒级保护是指PI环的恒流保护，它的保护时间一般在几十到几百个开关周期，这里就称它为毫秒级保护。由于取样电流峰值保护是单周保护，稳定性不是很好，只能对过渡过程的过流进行有效的保护。因此，针对较长时间的短路或过流，在这里采用PI环的恒流保护还是很有必要的。图3虚线框内为恒流保护电路，它利用峰值电流控制中的电流信号作为输入信号，通过一个由D1，R1，

4、C1组成的峰值保持电路和由运放组成的PI环节得到一个误差信号，在变换器的输出电流超过限定值的时候，该误差信号就会控制P芯片的占空比，从而使输出电流保持在限定值。由于D2存在，当输出电流低于限流值时，该部分电路对占空比的控制不起作用。3.3秒级保护秒级保护是指电路中的自恢复保险丝保护（自恢复保险丝的保护时间在几秒以上），如图1所示。当电路处于上述的恒流保护，如果时间过长会使装置过热，若按照过流保护来做热设计会增加装置的成本。因此，对于长时间(几秒以上)的短路或过流，需要用保险丝进行保护。本装置中采用的是自恢复保险丝，当负载恢复正常时，自恢复保险丝也能恢复到正常

5、导通状态。采用自恢复保险丝的另外一个原因是装置要求的每路负载独立保护，当一路过流保护时，该路的自恢复保险丝断开，其他几路还能正常工作。5V那一路没加自恢复保险丝是考虑到它本身就只有一路负载，可以通过微秒级和毫秒级实现保护，另外由于5V输出电压比较小，加上自恢复保险丝会影响其输出调整率。4RCD/RC双重吸收反激变换器由于变压器漏感的存在，当开关管关断时，开关管的D－S两端会产生比较高的电压尖峰。这个电压尖峰增大了开关管的电压应力，同时又会产生电磁干扰，因此，必须采用吸收电路加以抑制。RCD吸收电路由于简洁且易实现，在小功率场合是比较常用的。RCD吸收反激变换

6、器如图4所示。从图6中可以看到，加RCD吸收电路以后，开关管D－S两端的电压尖峰大大地减少了，但是，同时也产生了新的更高频率的振荡，究其原因是变压器原边漏感与二极管的结电容谐振引起的。从电磁兼容考虑该振荡必须加以抑制。改变R，C，D的参数对新的振荡的影响并不大，因此，需要附加其它电路来抑制，在开关管D－S两端加上RC吸收电路在实验中取得了比较理想的效果。图5即为RCD/RC双重吸收电路，图7所示的是RCD吸收反激变换器和RCD/RC双重吸收反激变换器开关管Vds的实验波形。500)this.style.ouseg(this)">图4RCD吸收电路500)th

7、is.style.ouseg(this)">图5RCD/RC双重吸收电路500)this.style.ouseg(this)">(a)谐振产生一个正弦波对变压器复位。图8(b)是谐振复位正激变换器的主要工作波形，其中VT是变压器上的电压，iLm是变压器的激磁电流。这些波形考虑到变压器漏感的存在，并且是在重载下的波形。若不考虑漏感或是负载电流为零的情况下，谐振复位电压应该是一个正弦波。开关管关断瞬间，变压器上有一个电压尖峰，那是由于漏感Ls中贮存的能量向谐振电容C转移而引起的，即为变压器漏感和电容C的谐振。该谐振周期要远小于激磁电感和电容C的谐振周期。500)

8、this.style.ouseg(this)">(a)谐振复位正激变换器500)this.style.ouseg(this)">(b)谐振复位正激变换器工作波形图8谐振复位正激变换电路及工作波形图9(a)所示的是RCD复位正激变换器，即在变压器上并联了一个由二极管D，电容C，电阻R组成的环节，在开关S关断时由激磁电感和漏感的感应电势使二极管D导通，由电容C上的电压对变压器复位。图9(b)是RCD复位正激变换器的主要工作波形。电容C两端电压在一个开关周期内近似为直流电压，则RCD复位电压是一个方波。同样在开关管关断瞬间，变压器上有一个电压尖峰，是由变压器漏感与

9、开关管结电容谐振引起的。500)this.style