dc-dc电路设计（逆变方式）

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1、2高频链DC/DC电路设计2.1高频链DC/DC电路概述直流-直流（DC/DC）变换电路是将一组电参数的直流电能变换成另一组电参数的直流电能的电路。它能完成以下功能：直流电幅值变换，直流电极性变换，直流电路阻抗变换和有源滤波，可用于直流电机调速，直流焊机，电解电镀电源，开关电源，功率因子校正等场合。用仿真电子学的方法也能进行直流电幅值变换呵有源滤波。但因为调整管上较大的压降使这些变换损耗很大。为了提高效率，现代的DC/DC变换普遍应用开关变换技术，用开关变换技术构成的DC/DC变换器常被称为开关电源。DC/DC变换电路分为无变压器隔离的DC/

2、DC变换电路和有变压器隔离的变换器，无隔离的开关变换基本电路有：降压式变换电路，升压式变换电路，升降式变换电路，库克电路，SEPIC电路和ZETA电路。隔离式DC/DC变换电路也叫间接直流变流电路，其结构图如下：图2.1采用这种结构较为复杂的电路来完成直流—直流变换有以下原因：1.输出与输入端需要隔离2.某些应用中需要相互隔离的多路输出3.输出电压与输入电压的比例远小于1或远大于14.交流环节采用较高的工作频率，可以减小变压器和滤波电感、滤波电容的体积和重量在许多DC/DC开关变换电路的应用场合中，常需输入输出间的电隔离，其中变压器隔离的DC

3、/DC变换电路最常用有：正激式变换电路，反激式变换电路和桥式隔离变换电路和推挽式隔离变换电路等。其中正激式变换电路电路较简单，成本低，可靠性高，驱动电路简单，但变压器单向励磁，利用率低，适合于各种中小功率电源，功率范围在几百W~几KW；反激式电路非常简单，成本很低，可靠性高，驱动电路简单，但难以达成较大的功率，变压器单向励磁利用率低，适用于小功率电子设备，计算机设备消费电子设备电源，功率范围在几W~几十W。全桥型变压器双向励磁，容易达到大功率，但结构复杂，成本高，有直通问题，可靠性低，需要复杂的多组隔离驱动电路，适用于大功率工业用电源，焊接电

4、源和点解电源等。功率范围为几百W~几百KW；半桥型变压器双向励磁，没有偏磁问题，开关较少，成本低，但有直通问题，可靠性低，需要复杂的隔离驱动电路，适用于各种工业用电源，计算机电源等。推挽电路变压器双向励磁，变压器一次侧电流回路中只有一个开关，通态损耗较小，驱动简单，有偏磁问题，适用于低输入电压的电源，功率范围为几百W~几KW。2.2高频链DC/DC电路拓扑在传统的逆变电源中，由于大部分采用的都是逆变器—工频变压器—滤波器的结构，使得整个逆变电源又大又笨重，难以满足人们对现代电源高功率密度，高效率，高可靠性和小型轻量化的要求，而且由于制造工频变

5、压器需消耗大量的铁和铜，所以使逆变电源造价很高，为了克服传统逆变器的缺点，提出高频链技术的概念，并由于高频链技术能够大大减少电源重量和体积，所以成为国内外争相研究的热点。高频链技术是指利用高频开关技术使隔离耦合变压器实现高频化、小型化、无噪声化的技术。本论文采用的是推挽变换器，其拓扑原理如图2.2。推挽电路中两个开关S1和S2交替导通，在匝数为和的绕组两端分别形成相位相反的交流电压。S1导通时，图2.2二极管VD1处于通态，S2导通时，二极管VD2处于通态，当两个开关都关断时，VD1和VD2都处于通态，各分担一半的电流。S1或S2导通时电感L

6、的电流逐渐上升，两个开关都关断时，电感L的电流逐渐下降。S1和S2断态时承受的峰值电压均为2Ui。如果S1和S2同时导通，就相当于变压器一次绕组短路，因此应避免两个开关同时导通，每个开关各自的占空比不能超过50%，还要留有死区。当滤波电感L的电流连续时，有如果输出电感电流不连续，输出电压UO将高于上式的计算值，并随负载减小而升高，在负载为零的极限情况下，。2.3UC3525功能及其控制电路设计集成PWM控制芯片UC3525是电压型控制芯片。电路由基准电压源，振荡器，误差放大器，PWM比较器与锁存器，分相器，欠压锁定，输出级及软启动等组成。其基

7、准电压源是一个典型的三端稳压器，输入电压范围为8~35V，这里采用12V,输出电压为5V，本身设有过电流保护电路；振荡器由一个双门限比较器，一个恒流源及电容充放电电路组成，在芯片外部引脚5对地接电容CT，引脚6对地接电阻RT，，引脚5，7之间外接电阻RD。这样，在电容CT上产生一锯齿波电压VC，内部恒流源是电容CT充电时对应着锯齿波的上升沿，充电时间为t1，t1决定于外接电路的时间常数RTCT.锯齿波的下降沿对应着电容CT的放电时间，放电时间t2决定于外电路参数RDCT。锯齿波频率计算公式可如下：f=1/(t1+t2)=1/CT(0.67RT

8、+1.3RD)频率范围为100HZ~400KHZ。振荡器的引脚4输出一个对应锯齿波下降沿的时钟信号，时钟信号的宽度等于t2，因此调节电阻RD可以调节时钟信号宽度，U