DC /DC 模塊電源是電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中廣泛使用的二次電源， 它將一次電源單一的輸出電壓進(jìn)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(shí)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(shí)間）要求在20萬小時(shí)以上。本文提出了一種基于UC3843芯片DC /DC 模塊電源的實(shí)現(xiàn)方案,， 電路簡(jiǎn)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(yīng)用而設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)人員只需采用少量外部元件就能獲得性價(jià)比高的解決方案,。
UC3843具有自動(dòng)前饋補(bǔ)償,、鎖存脈寬調(diào)制、欠壓鎖定,、低壓?jiǎn)?dòng)等特點(diǎn),， 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(cè)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(hào)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(jì)
2. 1 設(shè)計(jì)目標(biāo)
設(shè)計(jì)目標(biāo)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(cè)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(gè)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(hào),， 輸出控制信號(hào),，動(dòng)態(tài)關(guān)斷與導(dǎo)通開關(guān)管， 實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的實(shí)時(shí)控制,。
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2. 3 主工作電路設(shè)計(jì)
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(jì)。反激電路是由Buck Boost電路推演而得,， 特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)潔,， 開關(guān)電路僅需四個(gè)器件： 變壓器、開關(guān)管,、整流管和輸出電容,。采用一個(gè)變壓器，可以實(shí)現(xiàn)多路輸出,。缺點(diǎn)是輸出濾波電容上的電流脈動(dòng)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(dāng)開關(guān)管VT1開通時(shí)， 變壓器T2 原邊電感存儲(chǔ)能量,， 整流管VD2截止,，輸出能量由電容C3供給； 當(dāng)開關(guān)管VT1關(guān)斷時(shí),， 變壓器上存儲(chǔ)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(duì)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(huì)增加成本,。在輸出濾波電路中,，采用一個(gè)π型濾波器，達(dá)到了減小紋波的效果。
2. 4 電流檢測(cè)電路
0px; -webkit-text-size-adjust: auto; -webkit-text-stroke-width: 0px">電流檢測(cè)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(dòng)電壓， 將這個(gè)脈動(dòng)信號(hào)送給PWM 控制器,， 實(shí)現(xiàn)了原邊電流檢測(cè),。通過調(diào)整R2 和R3 的阻值， 改變檢測(cè)的比例關(guān)系,， 可以得到合適的電流檢測(cè)信號(hào),。
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(jī)時(shí),， 輸入電源通過R1直接給控制芯片供電,； 當(dāng)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(gè)開關(guān),， 當(dāng)其參考端電壓大于2. 5V 時(shí)導(dǎo)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(dāng)輸出電壓高于5V時(shí),， TL431的參考端電壓高于2. 5V, 導(dǎo)通， 光耦二極管有電流流過,，三極管導(dǎo)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(hào)對(duì)主電路進(jìn)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(hào),， 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(jìn)行比較， 即將原邊電流檢測(cè)信號(hào)和輸出電壓偏差信號(hào)進(jìn)行比較,， 控制脈沖輸出,，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓輸出。原邊電流每個(gè)脈沖信號(hào)都被檢測(cè),， 所以電路具有很好的響應(yīng)速度,。
圖5 PWM 調(diào)制電路
3 結(jié)論
本模塊設(shè)計(jì)完成后， 進(jìn)行了性能測(cè)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(biāo)MTBF大于20萬小時(shí),， 具有過流保護(hù)和短路保護(hù)功能，達(dá)到了較高的設(shè)計(jì)水平,， 完全滿足實(shí)際使用需求,。