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求車載電源系統(tǒng)開關(guān)電源的設(shè)計??

提問者:網(wǎng)友 2018-07-11
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目前世界各國正在研究48VDC汽車用電源系統(tǒng),歐共體計劃從2008年開始采用48VDC電源系統(tǒng)。如何在48VDC電源系統(tǒng)下兼容12VDC電子設(shè)備成為了一個課題。通過線性穩(wěn)壓電源實現(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)換會產(chǎn)生很大的功率損耗,缺點明顯。 本文提出了一種具有過載和短路保護的車載電源系統(tǒng)的開關(guān)電源設(shè)計方案。該方案采用單端反激式結(jié)構(gòu)實現(xiàn)48VDC/12VDC的轉(zhuǎn)換,輸出電壓穩(wěn)定,波紋小,不間斷,性能可靠且電源損耗小。 UC3842的保護電路設(shè)計 1 UC3842的典型應(yīng)用 UC3842是高性能的單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制(PWM)芯片,其典型應(yīng)用電路如圖1所示。 圖1 UC3842典型應(yīng)用電路 2 過載保護原理分析 當(dāng)出現(xiàn)輸出短路時,輸出電壓會下降,同時為UC3842供電的反饋繞組也會出現(xiàn)輸出電壓下降。當(dāng)輸入電壓低于10V時,UC3842停止工作,開關(guān)管截止。短路現(xiàn)象消失后,電源重新啟動,自動恢復(fù)正常工作。 但由于在高頻關(guān)斷的時候會出現(xiàn)很高的尖峰電壓,即使占空比很小的情況下,電路中7腳的輸入電壓也可能不會降到足夠低,過載保護電路并不總能有效的響應(yīng)所出現(xiàn)的過載情況,對整個系統(tǒng)的性能會產(chǎn)生不良的影響,存在著一定的安全隱患。 3 過流保護原理分析 當(dāng)電流取樣端3腳上的電壓值超過電流檢測比較器負端的電壓時,可以使脈寬調(diào)制鎖存器輸入復(fù)位信號,開關(guān)管于是被關(guān)閉。這樣峰值檢測電路限制輸出的最大電流,起到了一定的保護作用。 但是隨著開關(guān)頻率的升高,可能會出現(xiàn)開關(guān)電源處于連續(xù)模式下,也就是每個開關(guān)周期的初級電感電流是從一定的幅度開始增長,這樣會產(chǎn)生分諧波振蕩。這種不穩(wěn)定性和穩(wěn)壓器的閉環(huán)特性無關(guān),它是由固定頻率和峰值電流取樣同時工作引起的。圖2說明了這樣的現(xiàn)象。 圖2 補償前的電流波形 如圖2所示,在t0時刻,開關(guān)管被導(dǎo)通,這時初級線圈電流以斜率m1上升,該斜率是輸入電壓和電感的函數(shù)。在t1時刻,電流取樣輸入到達了電流檢測比較器的門限,將導(dǎo)致開關(guān)管關(guān)閉,電流以斜率m2衰減,直到下一個開關(guān)周期的到來。如果有一個擾動加在電流檢測比較器的門限電壓上,產(chǎn)生了一個小的△I(如圖2中虛線所示),就會發(fā)生不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在一個固定的振蕩周期內(nèi),電流衰減時間減少,最小電流在開關(guān)管導(dǎo)通時刻(t 2)上升了△I+m 2/m 1。最小電流在下一個周期(t 3)減小到(△I+m 2/m 1)·(m 2/m 1)。 圖3 開關(guān)電源原理框圖 每一個后續(xù)的開關(guān)周期
回答者:網(wǎng)友
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