高效单端正激DC/DC变换器
高效单端正激dc/dc变换器
摘要：介绍一种特殊的单端正激dc/dc变换器，该变换器具有较高的功率传输效率和较大的功率输出。
关键词：单端正激变换器高效
design of high efficiency single? ended forward dc/dc converter
abstract:this paper introduces the design of a special single? ended forward dc/dc, this dc/dc have high energy transfer effciency and high power output.
keywords:single? ended forward dc/dc converter,high energy transfer efficiency
中图法分类号：tn86文献标识码：a文章编号：0219?2713(2000)11?579?02
1引言
dc/dc变换器广泛应用于通信、计算机及汽车等领域，近年来dc/dc变换器技术有了很大的发展，重点是研究高效、高功率输出、结构简单和价廉的变换器。
本文介绍一种特殊的单端正激200w48v/24v变换器，由于电路的特殊结构，该变换器具有稳定性好、效率高、功率密度高等优点。
2电路设计
该dc/dc变换器的控制电路选用tl494，它是一种性能优良、功能齐全的集成控制器，功能框图如图1所示，主要管脚功能如下：
12脚：接电源正端，电压范围7v～40v。
7脚：公共负端。
14脚：输出5v基准电压。
6脚：外接定时电阻rt，常取数kω以上。
5脚：外接定时电容ct，产生锯齿波电压送比较器和死区时间比较器，振荡频率为
f=1/rtct
4脚：死区时间控制，输入直流电压（0～4）v，控制tl494输出脉冲的占空比=0.45～0，在此基础上，占空比还受反馈信号控制，4脚还常用作软起动控制端，使输出脉冲宽度由0逐渐达到设计值。
13脚：输出方式控制，当u13=0时，用于驱动单端电路。
图1tl494内部功能框图
图2200w48v/24v变换器电路原理图
tl494的内部包含两个相同的误差放大器，它们的输出端经二极管隔离后送至比较器的同相端，与反相端的锯齿电压相比较，并决定输出电压的宽度，调宽过程可由3脚上的电压来控制，也可分别经误差放大器进行控制。两个放大器独立使用，用于反馈电压和过流保护，3脚接rc网络，提高整个电路的稳定性。完整电路原理如图2所示。
输出电压uo经r1和r2分压后加到1脚，当uo变化时，误差放大器1的输出电压随之改变，即与锯齿波电压的比较电平发生改变，比较器输出的脉冲宽度改变，通过tl494输出的驱动脉冲改变开关管的导通时间，从而实现调宽稳压的目的。基准电压（14脚）另一路通过r9和r10分压后加到误差放大器的反相端15脚，同相端16脚接过流保护电阻r12的一端，当输出电流超过20a时，误差放大器2输出高电平，随之使开关管的导通时间变短，关断输出。
另外，为了提高整个电路的功率传输效率，该单端正激变换器未采用加去磁绕组的方案，去磁由接到变压器t次级电路的二极管、电容来完成。在设计时应精确计算电容的取值，确保磁通复位，二极管选用超快速恢复型，同时为防止变压器磁通饱和，在次级电路中采用直流隔离电容c8。磁性材料选用日本tdk公司的pc40。
3实验结果
在实验过程中，进行了多次严酷环境下的老化实验，结果表明，该设计方案是可靠的，变换器的各项参数如下：
输入电压：（40～60）v；
输入电流：5a（满载时）；
输出电压：24v；
电压调整率：0.02％(40～60)v输入时；
额定输出功率：200w；
峰值功率：400w；
效率：92％。
4结语
该设计方案采用了独特的正激拓朴结构，从原理上提高了dc/dc变换器的效率，经过长时间的老化和各种恶劣环境下的实验，证明该设计方案是可行的。
参考文献
1朱明等编.通信电源集成电路手册.北京：人民邮电出版社，1996
2张乃国.开关电源功率变压器的设计方法.电源技术应用，2000（1·2）:34～39
3王耕福.新的电源铁氧体磁芯及其应用.电源技术应用,2000（1·2）:55～62
阐述如何提高整个DCS系统的可靠性
信号隔离器的原理及正确接线方法
一种带有定制微光学元件的可穿戴显微镜
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高效单端正激DC/DC变换器
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按键及数码管显示
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关键词：单端正激变换器高效
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abstract:this paper introduces the design of a special single? ended forward dc/dc, this dc/dc have high energy transfer effciency and high power output.
keywords:single? ended forward dc/dc converter,high energy transfer efficiency
中图法分类号：tn86文献标识码：a文章编号：0219?2713(2000)11?579?02
1引言
dc/dc变换器广泛应用于通信、计算机及汽车等领域，近年来dc/dc变换器技术有了很大的发展，重点是研究高效、高功率输出、结构简单和价廉的变换器。
本文介绍一种特殊的单端正激200w48v/24v变换器，由于电路的特殊结构，该变换器具有稳定性好、效率高、功率密度高等优点。
2电路设计
该dc/dc变换器的控制电路选用tl494，它是一种性能优良、功能齐全的集成控制器，功能框图如图1所示，主要管脚功能如下：
12脚：接电源正端，电压范围7v～40v。
7脚：公共负端。
14脚：输出5v基准电压。
6脚：外接定时电阻rt，常取数kω以上。
5脚：外接定时电容ct，产生锯齿波电压送比较器和死区时间比较器，振荡频率为
f=1/rtct
4脚：死区时间控制，输入直流电压（0～4）v，控制tl494输出脉冲的占空比=0.45～0，在此基础上，占空比还受反馈信号控制，4脚还常用作软起动控制端，使输出脉冲宽度由0逐渐达到设计值。
13脚：输出方式控制，当u13=0时，用于驱动单端电路。
图1tl494内部功能框图
图2200w48v/24v变换器电路原理图
tl494的内部包含两个相同的误差放大器，它们的输出端经二极管隔离后送至比较器的同相端，与反相端的锯齿电压相比较，并决定输出电压的宽度，调宽过程可由3脚上的电压来控制，也可分别经误差放大器进行控制。两个放大器独立使用，用于反馈电压和过流保护，3脚接rc网络，提高整个电路的稳定性。完整电路原理如图2所示。
输出电压uo经r1和r2分压后加到1脚，当uo变化时，误差放大器1的输出电压随之改变，即与锯齿波电压的比较电平发生改变，比较器输出的脉冲宽度改变，通过tl494输出的驱动脉冲改变开关管的导通时间，从而实现调宽稳压的目的。基准电压（14脚）另一路通过r9和r10分压后加到误差放大器的反相端15脚，同相端16脚接过流保护电阻r12的一端，当输出电流超过20a时，误差放大器2输出高电平，随之使开关管的导通时间变短，关断输出。
另外，为了提高整个电路的功率传输效率，该单端正激变换器未采用加去磁绕组的方案，去磁由接到变压器t次级电路的二极管、电容来完成。在设计时应精确计算电容的取值，确保磁通复位，二极管选用超快速恢复型，同时为防止变压器磁通饱和，在次级电路中采用直流隔离电容c8。磁性材料选用日本tdk公司的pc40。
3实验结果
在实验过程中，进行了多次严酷环境下的老化实验，结果表明，该设计方案是可靠的，变换器的各项参数如下：
输入电压：（40～60）v；
输入电流：5a（满载时）；
输出电压：24v；
电压调整率：0.02％(40～60)v输入时；
额定输出功率：200w；
峰值功率：400w；
效率：92％。
4结语
该设计方案采用了独特的正激拓朴结构，从原理上提高了dc/dc变换器的效率，经过长时间的老化和各种恶劣环境下的实验，证明该设计方案是可行的。
参考文献
1朱明等编.通信电源集成电路手册.北京：人民邮电出版社，1996
2张乃国.开关电源功率变压器的设计方法.电源技术应用，2000（1·2）:34～39
3王耕福.新的电源铁氧体磁芯及其应用.电源技术应用,2000（1·2）:55～62
阐述如何提高整个DCS系统的可靠性
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