600W开关稳压电源设计分享之主电路方案

在开关稳压电源设计的过程中，工程师们常常接触到的都是一些实用性很强的中小功率开关电源方案，通常对稳压精度的要求也比较高。在今明两天的方案分享中，我们将会为大家分享一种非常实用的600W开关稳压电源设计方案，今天我们将会就该方案的主电路设计情况进行详细介绍，下面就让我们一起来看看吧。

开关稳压电源设计要求

在这一600W的开关稳压电源设计方案中，我们所具体设计的技术参数主要是：输入电压单相170~260V，输入交流电频率45~65HZ；输出直流电压12V恒定；输出直流电流10A；最大功率120W，稳压精度小于直流输出电压整定值的1%。

在本方案中，我们所设计的这一开关稳压电源主要采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。这一开关稳压电源设计方案的基本构成如下图图1所示，其中DC-DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。输出采样电路（R1、R2）检测输出电压变化，与基准电压Ur比较，误差电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从而达到调整输出电压大小的目的。在本方案中，我们所设计的电源系统具有一定的抗不平衡能力，对电路对称性要求不很严格，且该电源的适应的功率范围较大，从几十瓦到千瓦都可以。本方案对开关管耐压要求较低，电路成本比全桥电路低。

图1 600W开关稳压电源主体方框图

在这一开关稳压电源设计方案中，我们选择采用AC-DC变换方案，这一变换方案的好处在于一次整流后的直流电压，经过有源功率因数校正环节以提高系统的功率因数，再经半桥变换电路逆变后，由高频变压器隔离降压，最后整流输出直流电压。系统的主要环节为有源功率因数校正电路、DC-DC电路、功率因数校正电路、PWM控制电路和保护电路等。这一电源系统的核心控制部分采用UC3854控制芯片，以此来组成功率因数校正电路来提高功率因数，不仅外围电路简单，而且具有有容差过压限流功能。同时，本方案还采用了IR2304作为驱动芯片，动态响应快，且自带死区，防止半桥上下管直通。

主电路系统设计

目前一些实用性较强的反激式开关电源一般采用的都是100W左右的电路，而在方案中，我们所完成的稳压电源设计最大功率将会达到600w，额定电流为10A左右。因此，我们选择使用半桥式电路结构。采用这一电路作为主电路系统结构，最大的好处是开关管承受的电压低，开关器件少，驱动简单。下图图2即为这一开关稳压电源系统的主电路图。

图2 600W开关稳压电源主电路图

在这一开关稳压电源设计的主电路系统中，其半桥DC-DC变换电路主要是由开关S1、S2和电容C1、C2，加上主变压器T1一起构成的，功率MOSFET选择采用11NC380。该电路的工作频率为80kHz。电路系统中的变压器采用E55的铁氧体磁芯，无须额外增加气隙。绕制时采用三段式绕法以减小漏感。R1和R2用以保证电容分压均匀，R3、C3和R4、C4为MOS管两端的吸收电路。C5为隔直电容，用来阻断与不平衡伏秒值成正比的直流分量，平衡开关管每次不相等的伏秒值。C5采用优质CBB无感电容。Ct是电流互感器，作为电流控制时取样用。D3、D4采用快恢复二极管，经过L1和C6、C7平波滤波后输出OUT2给控制芯片供电，Rs、R6则是反馈电压的采样电阻。

在这一开关稳压电源的主电路系统设计中，我们所选择的主变压器输出OUT3为高频低压交流电，其反馈电压和输出电压同一绕组，这样可以在负载变化时最大限度地保证输出电压的稳定。后级可接一个或多个多路输出的变压器，然后通过整流电路整流，这样既能保证每路输出都是独立的，又可以得到任意大小的电压。故可满足DSP等需要多路不同电压供电且精度较高的要求。

以上就是本文针对一种600W实用开关稳压电源设计方案，所进行的主电路系统设计分享，明天我们将会继续就这一稳压电源设计方案展开详细分析，希望大家继续关注。