DCDC电源设计方案

1、DC/DC电源电路简介

DCDC电源设计方案DC/DC电源电路又称为DC/DC转换电路，其主要功能就是进展输入输出电压转换。一般我们把输入电源电压在 72V以内的电压变换过程称为DC/DC转换。常见的电源主要分为车载与通讯系列和通用工业与消费系列，前者的使用的电压一般为48V、36V、24V等，后者使用的电源电压一般在24V以下。不同应用领域规律不同，如PC中常用的是12V、5V、3.3V，模拟电路电源常用5V15V，数字电路常用3.3V等。结合到本公司产品，这里主要总结24V以下的DC/DC电源电路常用的设计方案。2、DC/DC转换电路分类DC/DC转换电路主要分为以下三大类：稳压管稳压电路。线性(模拟〕稳压电路。开关型稳压电路3、稳压管稳压电路设计方案稳压管稳压电路电路构造简洁，但是带负载力气差，输出功率小，一般只为芯片供给基准电压，不做电源使用。比较常用的是并联型稳压电路，其电路简图如图(1)所示，选择稳压管时一般可按下述式子估算：(1) Uz=Vout; (2)Izmax=(1.5-3)I

Vin=(2-3)Vout调整，负载电流小，要求不高的场合，该电路常用作对供电电压要求不高的芯片供电。ADDA芯片的基准电压等，这时MC1403,REF02,TL431等。这里主要TL431、REF02的应用方案。TL431常用电路设计方案TL431Vref〔2.5V〕36V范围内的任何值。0.2Ω1%,1.0-100mA。最常用的电路应用如以以下图3-11的内部含有一个2.5V的基准电压，REF端引入输出反响时，器件可以通过从阴极到阳极很宽范围的分流，把握输出电压。如图3-1所示的电路，当R1R2的阻值确定时，两者对VI等于基准电压处稳。

图3-1 并联稳压器电路图 图3-2大电流并联稳压TL431100mA,3-1根底上3-2所示。TL431工作1mAR1、R2必需选择低温R1换为电位器时，2.5V-36V。REF02常用电路设计方案REF02是高精度的基准电压芯片。输入电压为+8V到+40V，输出电压为+5V，输出电压误差到达正负0.2%。常用的电路方案如以以下图3-3所示。在很多时候不仅需要正基准电压，还会用到负基准电压，因此在图3-3的根底上设计出能够同时出正负基准的一个电路，如图3-4所示。主要是将REF02输出的+5V基准通过反相比例放大电路输出一个-5V的基准电压。为了保证-5V基准10K电阻需用高精度低温漂的周密电阻。图3-3REF02输出稳压电路 输出正负基准电压电路3-3、3-4REF02之外，很多电压基准芯片都可以用到，使用时可依据需要选择适宜的基准电压芯片。4、线性〔模拟〕稳压电路常用设计方案两种，一种输出电压是固定的，称为固定输出三端稳压器，另一种输出电压是可调的，称为可调输出三端稳压器，其根本原理一样，均承受串联型稳压电路。在线性集成稳压器中，由于三端稳压器只有三个引出端子，具有外接元件少，使用便利，性能稳定，价格低廉等优点，因而得到广泛应用。固定输出三端稳压器78系列〔正电源〕79系列〔负电源〕，输L表示0.1A,M0.5A1.5A78L055V0.1A。典型应用电路如下：图4-1典型应用电路 图4-2提高输出电压的电路 图4-3双电源电路3V的压差，使稳压器中的调整管工作在放大区。同时输入输出压差过大，会增加稳压器用来防止输入端短路时,输出端存储的电荷通过稳压器,而损坏器件。除上述典型应用方案外，固定输出三端稳压器与集成运放可以设计出输4-4所示：图中集成运放作为电压跟随器，运放供电借助三端稳压器输入电压。当电位器滑动至最上端时，输出电压为最大值。当电位器滑动至最下端时，输出电压为最小值。可调输出三端稳压器LM317(正输出〕LM337〔负输出〕系50uA4-5所示：D1D2LM317为保护二极管。R2C2可以大幅提高抵抗谐波的力气。上面所述的几种DCDC作模式中集成稳压器中调整管工作在线性放大状态，因此当负载电流大时，损耗比较大，即转换效率不高。因此使用集成稳压器的电源电路功率都不会2-3W，这种设计方案仅适合于小功率电源电路。4-5LM317可调稳压电路5、开关型稳压电路设计方案承受开关电源芯片设计的DCDC转换电路转化效率高，适用于较大功率电源电路。目前得到了广泛的应用，常用的分为非隔离式的开关电源与隔离式的开关电源电路。非隔离式DCDC转换电路设计方案非隔离式的开关电源电路主要分类如以以下图所示：图5-1 非隔离式开关电源电路分类基于LM2575实现非隔离式DCDC变换的方案LM25751A集成稳压电路，内部集成了一个稳压电路，只需极少的外围器件便可构成高效的稳压电路，可大大减小散热器面积，大局部状况下不需使用散热片。LM25755主要指标如下：最大1A45V〔60V〕，输出电压：3.3V5V12VADJ〔可调〕，4%75%-88%54KHZ，工作温度-55-+1505-1、5-2、5-3所示：图5-2 5V稳压电源电路图5-3 -12V稳压电压电路图5-3 1.2-55V可调稳压电源电路再用上述方案时需要留意几点：〔1)5-3中，输出电压计算公式为：电感的选择可以依据下面公式进展选择：在选择电感时，可在电感器尺寸大小与系统性能之间做一个折中，牢靠近这个数值选择一个适宜的电感。输出电容选择地ESR的电容降低输出纹波电压，可使用固态胆电容或多层陶瓷电容。可以依据下面公式进展选择：二极管选择二极管额定电流应大于LM2575的最大电流限制，反向电压应大于最1.2倍。隔离式DCDC转换电路设计方案常用的隔离DC/DC转换主要分为三大类：5-4常见隔离式开关电源分类DC/DC变换电路，把握芯片承受常用的UC3842或UC3843。UC3842是高性能固定频率电流的把握器，主要用于AC/DC、DC/DC转换电路。其主要应用原理如下：电路由主电路、把握电路、启动电路和反响电路电路由主电路、把握电路、启动电路和反响电路4局部组成。主电路采用单端反激式拓扑，它是升降压斩波电路演化后加隔离变压器构成的，该电路具有构造简洁，效率高，输入电压范围宽等优点。把握电路是整个开关电源的核心，把握的好坏直接打算了电源整体性能。这个电路承受峰值电流型双环把握，即在电压闭环把握系统中参与峰值电流UC3842TL431和光耦用单端反激式拓扑，它是升降压斩波电路演化后加隔离变压器构成的，该电路具有构造简洁，效率高，输入电压范围宽等优点。把握电路是整个开关电源的核心，把握的好坏直接打算了电源整体性能。这个电路承受峰值电流型双环把握，即在电压闭环把握系统中参与峰值电流UC3842TL431和光耦PC817UC3842的1脚。误差电压与电流比较器的同相输入端3脚经采样电阻采集到初级侧电流进2R4,C5UC3842的定时元“打嗝“限流等保护功能。MOS管可以把功率做的很大，与前面几种设计方案相比电路构造简洁，元器件参数确定比较困难，开发本钱较高，因此需DC/DC隔离模块。6、总结〔模拟〕模式的几种常用的设计方案。稳压管稳压电路不能做电源使用，只能用于没模式的几种常用的设计方案。稳压管稳压电路不能做电源使用，只能用于没有功率要求的芯片供电；线性稳压电路