可多路独立供电的半桥DC/DC变换器的设计
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2020-10-24
22:35:30
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可多路独立供电的半桥可多路独立供电的半桥DC/DC变换器的设计变换器的设计
介绍了一种功率较大的可多路独立供电的半桥DC/DC变换器。采用了有源功率因数校正技术以实现系统的高功
率因数。
介绍了一种功率较大的可多路独立供电的
关键词关键词：半桥变换器；UC3825；功率因数校正；IR2304；多路；独立
0 引言引言
随着电力电子技术的发展，电源技术被广泛应用于各个行业。对电源的要求也各有不同。本文介绍了一种功率较大，多路
输出(20路及以上)并且相互独立的开关电源。
设计采用了AC／DC／AC／DC变换方案。一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再
经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。系统的主要环节为有源功率因数校正电路、DC／
DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路和保护电路等。采用UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路来提高功率因
数，用新型的芯片UC3825作为控制芯片来代替SG3525，不仅外围电路简单，而且具有有容差过压限流功能，还采用了新型
IR2304作为驱动芯片，动态响应快，且自带死区，防止半桥上下管直通。
1 有源功率因数校正电路有源功率因数校正电路
为了提高系统的功率因数，整流环节不能采用二极管整流，采用了UC3854A／B控制芯片组成功率因数校正电路。
UC3854A／B是Unitrode公司一种新的高功率因数校正器集成控制电路芯片，是在UC3854基础上的改进，其特点是采用平均
电流控制，功率因数接近1，高带宽，限制电网电流失真≤3％。图1是由UC3854A／B控制的有源功率因数校正电路。
UC3854A/UC3854B控制的有源功率因数校正电路
该电路由两部分组成。UC3854A／B及外围元器件构成控制部分，实现对网侧输入电流和输出电压的控制。功率部分由
L2，Cs，S等元器件构成Boost升压电路。开关管S选择西门康公司的SKM75GBl23D模块，其工作频率选在35 kHz。升压
电感L2为2mH／20A。C5采用两个450V／470µF的电解电容并联。为了提高电路在功率较小时的效率，所设计的PFC电路在
轻载时不进行功率因数校正，当负载较大时功率因数校正电路自动投入使用。此部分控制由图1中的10及R11是负载检测电阻。
当负载较轻时，R10及R11上检测的信号输入给比较器，使其输出端为低电平，D5导通，给ENA(使能端)低电平使UC3854A／B
封锁。在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A／B工作。D6接到SS(软启动端)，在负载轻时D6导通，使SS为低电平；当负
载增大要求UC3854A／B工作时，SS端电位从零缓慢升高，控制输出脉冲占空比慢慢增大实现软启动。
2 主电路及控制电路主电路及控制电路
2．．1 主电路主电路
反激式电源一般用在100w以下的电路，而本电源设计最大功率达到300w，显然不适合。在功率较大的高频开关电源中，常
用的主变换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等。其中推挽电路用的开关器件少，输出功率大，但开关管承受电压高(为
电源电压的2倍)，且变压器有6个抽头，结构复杂；全桥电路开关管承受的电压不高，输出功率大，但需要的开关器件多(4
个)，驱动电路复杂；半桥电路开关管承受的电压低，开关器件少，驱动简单。根据对各种拓扑方案的电气性能以及成本等指
标的综合比较，本电源选用半桥式DC／DC变换器作为主电路。图2为主电路拓扑图。
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