DC /DC 模塊電源是電子產(chǎn)品設(shè)計中廣泛使用的二次電源,， 它將一次電源單一的輸出電壓進行二次變換，變成各種需要的電壓,， 提供給芯片。由于模塊體積小,， 所以功率密度要求高,， 同時工作環(huán)境較為惡劣， 可靠性要求高,； 模塊電源一般要求工作溫度為- 20 ~55℃ , MTBF（平均無故障時間）要求在20萬小時以上,。本文提出了一種基于UC3843芯片DC /DC 模塊電源的實現(xiàn)方案， 電路簡潔,， 工作可靠,， 轉(zhuǎn)換效率高。
1 UC3843功能及技術(shù)特性
UC3843是一種高性能固定頻率電流模式控制器,，專為直流至直流變換器低壓應用而設(shè)計,， 設(shè)計人員只需采用少量外部元件就能獲得性價比高的解決方案。
UC3843具有自動前饋補償,、鎖存脈寬調(diào)制,、欠壓鎖定、低壓啟動等特點,， 電流模式工作可到500kHz.器件提供8腳雙列直插塑料封裝和14腳塑料表面貼裝封裝（SO- 14）,。
UC3843由振蕩器、誤差放大器,、電流檢測比較器,、脈寬調(diào)制鎖存器,、參考穩(wěn)壓器等幾部分組成， 內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖1所示,，接口信號說明見表1.
圖1 UC3843內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
ust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">表1 UC3843芯片管腳說明（雙列直插封裝）
2 DC /DC轉(zhuǎn)換電路設(shè)計
2. 1 設(shè)計目標
設(shè)計目標為DC /DC 轉(zhuǎn)換模塊,， 48V 輸入， 5V 單路輸出,， 額定功率為10W, 轉(zhuǎn)換效率不低于75%.
2. 2 總體框圖
轉(zhuǎn)換模塊由輸入濾波電路,、開關(guān)電路、輸出濾波電路,、電流檢測電路,、輔助電源、輸出電壓反饋電路和PWM 調(diào)制電路幾部分組成,， 如圖2所示,。
圖2 轉(zhuǎn)換模塊總體框圖
其中， 開關(guān)電路,、輸入濾波電路與輸出濾波電路為主工作電路,， PWM 調(diào)制電路作為整個模塊的控制核心， 根據(jù)模塊電源工作電流,、輸出電壓反饋信號,， 輸出控制信號，動態(tài)關(guān)斷與導通開關(guān)管,， 實現(xiàn)對輸出的實時控制,。
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2. 3 主工作電路設(shè)計
由于模塊輸出功率較小， 所以開關(guān)電路采用單管反激電路設(shè)計,。反激電路是由Buck Boost電路推演而得,， 特點是結(jié)構(gòu)簡潔， 開關(guān)電路僅需四個器件： 變壓器,、開關(guān)管,、整流管和輸出電容。采用一個變壓器,，可以實現(xiàn)多路輸出,。缺點是輸出濾波電容上的電流脈動大，需要加大輸出濾波電容,， 抑制紋波,。具體電路原理如圖3所示。
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開關(guān)電路由T2,、VT1、VD2 和C3 構(gòu)成,， 當開關(guān)管VT1開通時,， 變壓器T2 原邊電感存儲能量,， 整流管VD2截止，輸出能量由電容C3供給,； 當開關(guān)管VT1關(guān)斷時,， 變壓器上存儲的能量通過副邊電感經(jīng)VD2向外輸出， 并給C3充電,。通過調(diào)節(jié)VT1的開關(guān)占空比,， 可以調(diào)節(jié)輸出電壓的高低。
輸入濾波電路由L1,、C1 構(gòu)成,，主要功能是抑制模塊的輸入反灌電流， 減小模塊對輸入電源的干擾,。
為輸出較小紋波,， 需要加大輸出濾波電容， 或選取ESR小的濾波電容,， 但這都會增加成本,。在輸出濾波電路中，采用一個π型濾波器,，達到了減小紋波的效果,。
2. 4 電流檢測電路
0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">電流檢測電路由T1、VD1和R2,、R3構(gòu)成,， 見圖3.
圖3 主工作電路原理
T1是電流互感器， 通過VD1的整流,， 可以在R3得到與主變壓器原邊電流成一定比例的直流脈動電壓,， 將這個脈動信號送給PWM 控制器， 實現(xiàn)了原邊電流檢測,。通過調(diào)整R2 和R3 的阻值,， 改變檢測的比例關(guān)系， 可以得到合適的電流檢測信號,。
2. 5 輔助電源電路
如圖3所示,， 輔助電源電路由R1、T2,、VD3和C7（ C7見圖5）構(gòu)成,。在開機時， 輸入電源通過R1直接給控制芯片供電,； 當電源工作后,， T2的輔助電源繞組輸出能量， 通過VD3和C7的整流濾波， 給控制芯片提供能量,。
2. 6 輸出電壓反饋電路
輸出電壓反饋電路由光耦D2和三端穩(wěn)壓器D3及其外圍電路構(gòu)成,， 見圖4.TL431 可以看成是一個開關(guān)， 當其參考端電壓大于2. 5V 時導通,， 否則關(guān)斷,。
圖4 輸出電壓反饋電路
R12、R13 為輸出電壓采樣電阻,， 當輸出電壓高于5V時,， TL431的參考端電壓高于2. 5V, 導通， 光耦二極管有電流流過,，三極管導通,， R9上有高電平， 指示輸出過壓,； 相反,， 如果輸出電壓低于5V, 則R9上為低電平， 指示輸出欠壓,。PWM 調(diào)制電路通過R9上的信號對主電路進行占空比調(diào)節(jié),， 從而使輸出穩(wěn)壓。
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2. 7 PWM 調(diào)制電路
PWM 調(diào)制電路由電流型控制芯片UC3843 及其外圍電路構(gòu)成， 見圖5.R8和C10為RC 振蕩器,， 控制主電路的工作頻率和最大輸出占空比,； R6、R7 和C9為輸出電壓反饋調(diào)節(jié)器,，將輸出電壓反饋信號,， 即R9上的電位按比例反饋到Com 端。UC3843將Is 端電位和Com 端電位的某一比例值進行比較,， 即將原邊電流檢測信號和輸出電壓偏差信號進行比較,， 控制脈沖輸出，從而實現(xiàn)穩(wěn)壓輸出,。原邊電流每個脈沖信號都被檢測,， 所以電路具有很好的響應速度。
圖5 PWM 調(diào)制電路
3 結(jié)論
本模塊設(shè)計完成后,， 進行了性能測試,， 模塊滿載效率不低于80% , 輸出紋波VP- P小于20mV （ 20MH z帶寬） , 可靠性指標MTBF大于20萬小時， 具有過流保護和短路保護功能,，達到了較高的設(shè)計水平,， 完全滿足實際使用需求,。