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基于dpa-switch的反激式开关电源的设计.doc


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文档列表 文档介绍
研 究 生 课 程 论 文
(2013-2014学年第一学期)
基于DPA-Switch的反激式开关电源设计
研究生: 汪玉明
提交日期: 2014年2月 20日 研究生签名:
学 号
3
学 院
自动化科学与工程学院
课程编号
Z0811026
课程名称
电力电子课程实践
学位类别
硕士
任课教师
王孝洪
教师评语:
成绩评定: 分 任课教师签名: 年 月 日
基于DPA-Switch的反激式开关电源设计
摘要
十多年来,分布式电源架构(DPA)已被广泛应用, 而且在高密度电源模块出来以后,它的优点更能充份的发挥。在工控,军工及医疗仪器方面都得到了充分的利用。分布式电源结构已成为电源的主流架构。
DPA-Switch是新一代的高集成度、高压DC-DC转化芯片,其电路简单,不仅具有分立元器件开关电源极为灵活的优势,而且可以提高DC-DC变换器的可靠性,并能降低成本。本文介绍了该系列集成控制器的原理及其在DC-DC反激变换器中的应用,并设计了一个单端反激式多路输出开关电源,简要介绍了变压器的绕制。实验结果表明该电源运行可靠,输出稳定。
关键词
DPA-Switch;单端反激;DC-DC变换器;多路输出
DPA整体原理简介
分布式电源是非集中的电源结构,通常是由一个在AC市电端的AC-DC转换器构成,给放在别处的DC-DC转换器供电。该AC-DC转换器提供一个中转总线电压,通常为48V,以及稳压、隔离、噪声消除和功率因素校正等功能。
图1-1 分布式电源结构图
该中转电压由靠近负载端的DC-DC转换器传给负载。一般在通信系统中是在48V总线上分布功率,板上的隔离式DC-DC转换器匹配负载的需要。这有助于动态响应及去除系统上的分布电压等问题。分布式手段能分散系统热能,大大减少或去除所需的散热器或高速风流。整体系统温度保持均散平稳,较易符合可靠性指标。
DPA开关电源系列为PI公司生产的专用于电信部门配电系统的高集成度DC-DC变换器。根据各国现有电信系统供电标准大多为24V、48V和64V,因此该变换器输入电压设定为16-75V直流电压。DPA系列的应用特点如下:
• PoE应用、VoIP、WLAN、及安全用摄像头;
• 电信中央办公设备:xDSL、ISDN、PABX;
• 功率配电(24 V/48 V总线);
• 工业控制。
DPA-Switch与TOPSwitch®使用了相同的拓扑结构,将功率MOSFET、PWM控制器、故障保护及其它控制电路高效集成在一个单片CMOS芯片上。使用者可以通过对三个引脚不同的配置实现高性能的设计,它同时还具备迟滞热关断的保护特性。此外,所有关键参数(比如限流点、频率、PWM增益)都具有严格的温度及绝对容差,从而简化了设计并降低了系统成本。
DPA423-426功能框图的描述:
图1-2 功能结构框图
主要包括200V的高频功率MOSFET、PWM控制器、高频振荡器、高压启动偏置电路、基准电压、误差放大器、用于环路补偿的并联偏置调整器以及各种保护电路等
引脚功能描述
漏极(D)引脚:
高压功率MOSFET的漏极输出点。此引脚经过一个开关的高压电流源给芯片部提供开机偏置电流。同时该引脚也是漏极电流的限流点检测点。
控制(C)引脚:
误差放大器及用来控制占空比的反馈电流的输入引脚。部分流稳压电路连接节点。在正常工作时提供部偏置电流。同时,它也用来连接供电去耦及自动重启动/补偿的电容。
线电压检测(L)引脚:
过压(OV)、欠压(UV)锁存、降低DCMAX的线电压前馈、远程开/关和同步时使用的输入引脚。连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。
外部流限设定(X)引脚:
外部流限调节和远程开/关控制引脚。连接至源极引脚则禁用此引脚的所有功能。
频率(F)引脚:
选择开关频率的输入引脚:如果连接到源极引脚则开关频率为400 kHz,连接到控制引脚则开关频率为300 kHz。
源极(S)引脚:
此引脚是输出MOSFET的源极连接点,用于功率返回端。它也是初级控制电路的公共点及参考点。
第二章 DPA-Switch 反激式开关电源设计
DPA-Switch单端反激式开关电源电路
传统的单端反激式开关电源一般由PWM控制芯片(如UC3843)和功率开关管(如MOSFET)组成,电路的控制环路设计复杂,容易造成系统工作不稳定。随着PI公司生产的DPA-Switch为代表的新一代单片开关电源的问世,以上诸多问题都得到了很好的解决。
图1-3是典型的DP

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  • 时间2021-06-21