450W多路DC/DC变换器设计方案

1 概述

450W多路DC/ DC 变换器是一种直流变换开关电源，其输入电压为直流27V ,电源输出分别为直流±20V 10A 和5V 10A 三种不同类型的电源输入输出隔离，输出电源±20V 和5V 这样可以防止共地带来的干扰。 该电源具有输出稳压精度高、纹波小等优点。

开关电源PWM 变换器主电路拓扑形式boost 变换器、buck 变换器、buck2boost 变换器和Cuk 在此基础上，各种变换器都有隔离变压器DC/DC 变换器拓扑，如单端正激或单端反激变换器、全桥变换器、半桥变换器、推拉变换器和Cuk 变换器等。

主电路采用双驱动推挽变换器。 当输入电压较低时，推拉电路优于半桥或全桥电路，因为最多只有一个开关管，当输出功率相同时，开关损耗较小。

低压双驱动转换器电路原理图如图1所示 所示。

图1 双驱动转换器电路原理

由于驱动电路控制，两个功率场效应管T1 、T2 交替导通，两者之间有一个死区时间，即两个场效应管都关闭的阶段，在此期间电感L 1 保持电流续流电路。 输出电压由以下公式决定：

式中， V S 输入电压， ton 是T1 或T2 导通时间， tof f 是其关断时间， NS 和N P 分别是变压器付方和原方匝数。

2 脉宽调制电路设计及计算机仿真

PWM采用脉宽调制器S G1525 脉宽控制器， S G1525 适用于驱动功率场效应管，采用校正补偿环节PI 调节器，输出滤波电路采用π型滤波。 PI 校正补偿电路如图2所示 所示的传输函数为：

图2 PI 校正补偿电路

应用MATLAB6. 5 对5V 10A 模拟电源，MATLAB 是一款功能强大的计算机仿真软件，如图3所示，输出电压波形曲线如图4所示 所示。

图3 模拟电路原理

图4 输出电压波形仿真

3 驱动电路设计

功率驱动器件采用场效应管，场效应管为场控器件，网源极间有电容效应，因此对驱动电路要求较高。 驱动电路应确保现场效应管具有较小的导通和关闭时间。同时，为了保证现场效应管的可靠关闭，在关闭过程中应在栅极加载负压。 采用驱动电路IR2110 驱动电路如图5所示 所示。

图5 驱动电路