导言
跟着电力电子技能的开展，电源技能被广泛应用于各个职业。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）并且彼此独立的开关电源。
规划选用了AC／DC／AC／DC改换计划。一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校对环节以进步体系的功率因数，再经半桥改换电路逆变后，由高频变压器阻隔降压，最终整流输出直流电压。体系的首要环节为有源功率因数校对电路、DC／DC电路、功率因数校对电路、PWM操控电路和维护电路等。选用UC3854A／B操控芯片组成功率因数校对电路来进步功率因数，用新式的芯片UC3825作为操控芯片来替代SG3525，不只外围电路简略，并且具有有容差过压限流功用，还选用了新式IR2304作为驱动芯片，动态呼应快，且自带死区，避免半桥上下管直通。
1 有源功率因数校对电路
为了进步体系的功率因数，整流环节不能选用二极管整流，选用了UC3854A／B操控芯片组成功率因数校对电路。UC3854A／BUnitrode公司一种新的高功率因数校对器集成操控电路芯片，是在UC3854基础上的改善，其特点是选用均匀电流操控，功率因数挨近1，高带宽，约束电网电流失真≤3％。图1是由UC3854A／B操控的有源功率因数校对电路。
该电路由两部分组成。UC3854A／B及外围元器材构成操控部分，完成对网侧输入电流和输出电压的操控。功率部分由L2，Cs，S等元器材构成Boost升压电路。开关管S挑选西门康公司的SKM75GBl23D模块，其作业频率选在35 kHz。升压电感L2为2mH／20A。C5选用两个450V／470μF的电解电容并联。为了进步电路在功率较小时的功率，所规划的PFC电路在轻载时不进行功率因数校对，当负载较大时功率因数校对电路主动投入使用。此部分操控由图1中的比较器部分来完成。R10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封闭。在负载较大时ENA为高电平才让UC3854A／B作业。D6接到SS（软发动端），在负载轻时D6导通，使SS为低电平；当负载增大要求UC3854A／B作业时，SS端电位从零缓慢升高，操控输出脉冲占空比渐渐增大完成软发动。
2 主电路及操控电路
2．1 主电路
反激式电源一般用在100w以下的电路，而本电源规划最大功率到达300w，明显不适合。在功率较大的高频开关电源中，常用的主改换电路有推挽电路、半桥电路、全桥电路等。其间推挽电路用的开关器材少，输出功率大，但开关管接受电压高（为电源电压的2倍），且变压器有6个抽头，结构杂乱；全桥电路开关管接受的电压不高，输出功率大，但需求的开关器材多（4个），驱动电路杂乱；半桥电路开关管接受的电压低，开关器材少，驱动简略。依据对各种拓扑计划的电气功用以及本钱等目标的归纳比较，本电源选用半桥式DC／DC改换器作为主电路。图2为主电路拓扑图。
图2中S1、S2、C1、C2和主变压器T1构成了半桥DC／DC改换电路。MOSFET选用11NC380。电路的作业频率为80 kHz。变压器选用E55的铁氧体磁芯，无须加气隙。绕制时选用“三段式”绕法，以减小漏感。R1和R2用以确保电容分压均匀，R3、C3和R4、C4为MOS管两头的吸收电路。C5为隔直电容，用来阻断与不平衡伏秒值成正比的直流重量，平衡开关管每次不相等的伏秒值。C5选用优质CBB无感电容。Ct是电流互感器，作为电流操控时取样用。D3、D4选用快康复二极管，经过L1和C6、C7平波滤波后输出OUT2给操控芯片供电，Rs、R6则是反应电压的采样电阻。主变压器的输出OUT3为高频低压交流电。如图2所示，反应电压和输出电压同一绕组，样，能够在负载改变时最大极限地确保输出电压的安稳。后级可接一个或多个多路输出的变压器，然后经过整流电路整流，这样既能确保每路输出都是独立的，又能够得到恣意巨细的电压。故可满意DSP等需求多路不同电压供电且精度较高的要求。
2．2 操控电路
体系的操控电路选用高速双路的PWM操控器UC3825，其内部电路首要由高频振动器、PWM比较器、限流比较器、过流比较器、基准电压源、毛病锁存器、软发动电路、欠压确定、PWM锁存器、输出驱动器等组成。它比SG3525具有更多长处：
1）改善了振动电路，进步了振动频率的精度，并且具有更准确的死区操控；
2）具有限流操控功用，且门槛电流有5％的容差；
3）低发动电流（100MA）；
4）UC3825关断比较器是一个高速的过流比较器，它具有1．2v的门槛值，确保芯片重新发动前软发动电容彻底放电，在超越门槛值时，输出为低电平状况，避免上下桥臂一起导通而引起短路。图3为主电路的操控电路。
前级的R808和R809与稳压管构成一个发动电路，触发UC3825开端作业后，由反应输出OUT1自供电。PWM的调制波由R1和CT振动发生，RT、CT一般按式（1）及式（2）选取。
RT=3V/{（10mA）*（1-Dmax）} （1）
CT=（1.6*Dmax）/（Rt*f） （2）
式中：f=80kHz，为所取的频率。
脚1（INV）、脚2（E／A）和脚3（HI）构成一差错放大器，做为电压反应用，脚9（ILIM）为限流，脚8（SS）为软发动，脚11（0UTA）及脚14（0UTB）为输出驱动信号。从图3中可看出，UC3825功用比较全，外围电路简略，可有用削减PCB的布线与外围元器材，进步了体系的可靠性。
2．3 驱动电路
MOSFET的驱动可选用脉冲变压器，它具有体积小，价格低的长处，但直接驱动时，脉冲的前沿与后沿不行陡，影响MOSFET的开关速度。在此，选用了IR2304芯片，它是IR公司新推出的多功用600v高端及低端驱动集成电路，它具有以下长处。
1）芯片体积小（DIP8），集成度高（可一起驱动同一桥臂的上、下两只开关器材）。
2）动态呼应快，通断延迟时刻220／220 ns（典型值）、内部死区时刻1000ns、匹配延迟时刻50ns。
3）驱动才能强，可驱动600v主电路体系，具有61 mA／130mA输出驱动才能，栅极驱动输入电压宽达10～20V。
4）作业频率高，可支撑100 kHz或以下的高频开关。
5）输入输出同相规划，供给高端和低端独立操控驱动输出，可经过两个兼容3．3v、5v和15v输入逻辑的独立CMOS或LSTFL输入来操控，为规划带来了很大的灵活性。
6）低功耗规划，坚固耐用且防噪效能高。IR2304选用高压集成电路技能，整合规划既下降本钱和简化电路，又下降规划危险和节约电路板的空间，比较于其它分立式、脉冲变压器及光耦解决计划，IR2304更能节约组件数量和空间，并进步可靠性。
7）具有电源欠压维护和关断逻辑，IR2304有两个非倒相输入及穿插传导维护功用，整合了专为驱动电机的半桥MOSFET或IGBT电路而设的维护功用。当电源电压降至4．7v以下时，欠压确定（UVL0）功用会当即关掉两个输出，以避免直通电流及器材毛病。当电源电压大于5v时则会开释输出（归纳滞后一般为0.3v）。过压（HVIC）及防闭锁CMOS技能使IR2304十分坚固耐用。别的，IR2304还配备有大脉冲电流缓冲级，可将穿插传导减至最低；一起选用具有下拉功用的施密特（Sohmill）触发式输入规划，可有用阻隔噪音，以避免器材意外注册。
如图4所示为IR2304的连线图
能够看出，IR2304具有连线简略，外围元器材少的长处。其间VCC由主电路中OUT2自供电，LIN和HIN别离接UC3825的两个输出端，VD要选用快康复二极管，C1为滤波电容，C2为自举电容，最好选用功用好的钽电容，R1和R2为限流电阻。
2.4 维护电路规划
关于DC／DC电源产品都要求在出现异常情况（如过流、过载）时，体系的维护电路作业，使改换器及时停止作业。UC3825的维护电路规划也比较简略，如图5所示
经过电流互感器得到的采样电流，经过转化后送到UC3825脚9（ILJIM），当电流超越预订值时，UC3825主动封闭输出脉冲，起到维护效果。
3 试验成果及波形
图6～图9为样机的部分试验波形。
4 结语
所制造的工程样机，现已经过功用测验。该体系选用UC3854A／B操控芯片组成功率因数校对电路，在轻载时不作业，有利于进步功率，在重载时电路主动投入作业，进步了大功率时的功率因数。主电路操控选用了新式的芯片UC3825，具有有容差过压限流功用，并且外围电路简略，安稳性好，还选用了新式的动态呼应快，驱动才能强，作业频率高的IR2304作为驱动芯片，具有电源欠压维护和关断逻辑功用，与曾经的电源比较，只增加了有限的本钱，但体系的安稳性大大进步了，频率的精度进步了，输出电压更安稳，当负载由最轻至300W改变时，输出电压改变《1％。变压器输出既可在主变压器上选用多抽头，也可接二级变压器来得到不同电压的独立输出。
