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LT3748通信二次電源電路設計分析論文
1系統方案設計
1.1欠壓鎖定電路與過(guò)電流保護電路
欠壓鎖定（UVLO）是指當輸入電源電壓低于欠壓鎖定電路的預設值時(shí)，電源芯片不工作，以保證芯片安全并降低不必要的功耗。LT3748通過(guò)連接在VIN和EN/UVLO引腳之間的分壓電阻R1與R2設定芯片工作的閾值電壓。當芯片EN/UVLO引腳上的電壓達到1.223V時(shí)，LT3748芯片內部所有電路都將啟動(dòng)。過(guò)電流保護電路是指在電源過(guò)載或輸出短路時(shí)保護電源裝置，防止負載損壞。此芯片通過(guò)SENSE引腳端的電阻R5來(lái)設定過(guò)電流，SENSE引腳的電壓VS需要在0.1V以下。
1.2開(kāi)關(guān)變壓器設定
單端反激式開(kāi)關(guān)穩壓電源在設計開(kāi)關(guān)變壓器參數時(shí)的計算極為關(guān)鍵，設計中應盡量使開(kāi)關(guān)管導通期間變壓器所儲存能量等于功率開(kāi)關(guān)管關(guān)閉期間變壓器所釋放的能量，提高開(kāi)關(guān)變壓器的利用率，從而提高電路的轉化效率。開(kāi)關(guān)變壓器的設定主要取決于初級線(xiàn)圈電感量和線(xiàn)圈的飽和電流兩方面。開(kāi)關(guān)變壓器初級繞組的電感值須大于臨界電感值（即當功率開(kāi)關(guān)管截止期結束時(shí)，功率開(kāi)關(guān)變壓器中存儲的能量正好釋放完畢時(shí)開(kāi)關(guān)變壓器初級繞組所對應的電感值）。此外，開(kāi)關(guān)變壓器還應滿(mǎn)足其線(xiàn)圈中的電流不能超過(guò)線(xiàn)圈自身飽和電流，因為一旦造成線(xiàn)圈中電流飽和，能量將不能存儲在變壓器的鐵芯中，進(jìn)而傳輸到次級端，而會(huì )被消耗在鐵芯中。本設計中開(kāi)關(guān)變壓器選取為VP-0047-R，它具有體積小、自身電阻低、低噪聲和緊耦合性等優(yōu)點(diǎn)。VP-0047-R有六個(gè)獨立繞組，每個(gè)繞組的電感量和飽和電流分別為3.8μH和2.81A，并可以根據需求的不同而連接成初次級線(xiàn)圈比不同的變壓器。設計中將此變壓器設置為初、次級線(xiàn)圈比為4∶1。其中初級線(xiàn)圈為四個(gè)繞組的串聯(lián)形式，則初級線(xiàn)圈的電感量是60.8μH。次級線(xiàn)圈為兩個(gè)繞組的并聯(lián)形式，這種連接可增大繞組的飽和電流，避免次級線(xiàn)圈在輸出電流較大時(shí)飽和。
1.3功率開(kāi)關(guān)管及鉗位電路設計
開(kāi)關(guān)管的選取主要由漏源之間的耐壓值以及最大漏極電流決定。由于在開(kāi)關(guān)管關(guān)斷的瞬間，變壓器產(chǎn)生的漏感將生成尖峰脈沖電壓，并且在初級線(xiàn)圈上也會(huì )有感應電壓生成，這些都會(huì )疊加在直流輸入電壓VIN上。而在開(kāi)關(guān)管導通時(shí)，功率開(kāi)關(guān)變壓器初級繞組的充電電流將產(chǎn)生尖峰電流，所以功率開(kāi)關(guān)管的漏極電流應大于該尖峰電流。設計中Q1選擇Si7464DP。為了減少漏感對電路產(chǎn)生的影響，并吸收已經(jīng)由漏感產(chǎn)生的尖峰電壓，在開(kāi)關(guān)管的漏極設計了鉗位保護電路。通常鉗位電路的形式有DZ、RCD以及RC等，考慮到電路的簡(jiǎn)單和小型化，本設計采用RC鉗位電路，取值為66Ω和150pF。在Q1截止的瞬間，儲存在漏感中的能量通過(guò)電容C6后，就被電阻R8消耗掉了。鉗位電路的設計非常必要，尤其在輸出電流較大的情況下，可通過(guò)鉗位電路將漏感吸收，從而保證輸出電壓的穩定。
2測試結果與分析
由于輸入電壓為-48V，所以測試中將穩壓電源的正端接在PCB電路板的地端，穩壓電源的負端接到PCB上的電源輸入端，此時(shí)在PCB的電源和地之間就能得到負的電壓。測試前應注意以下兩點(diǎn)：首先由于開(kāi)關(guān)電源在供電初始會(huì )產(chǎn)生較大的浪涌電流，所以在測試時(shí)對穩壓電源限流值的設定要比實(shí)際輸出電流值稍大一些。其次單端隔離反激式開(kāi)關(guān)電源測試時(shí)不能空載。從測試結果可以看出，此電源電路不僅實(shí)現了電源從負到正的極性變換，并且電路最大輸出電流為3.245A，輸出電壓接近8V，證明本電路設計已經(jīng)達到了最初要求輸出8V/2A電源的目的。將電源的電壓輸出端接4Ω、50W的固定負載電阻，輸入端接到可調穩壓電源輸出端。調整輸入穩壓電源在36V~54V之間變化時(shí)，測量輸出端電壓。根據電壓調整率的公式，可計算出電路的電壓調整率為0.7%。當輸入電壓變?yōu)?0V時(shí)，輸出電壓有0.06V的變化，可看出輸出電壓波動(dòng)不大。
3結論
本文基于單端反激式隔離型DC/DC轉換器，采用凌力爾特公司2010年推出的隔離反激式DC/DC變換器芯片LT3748，并結合開(kāi)關(guān)變壓器、功率開(kāi)關(guān)管等部分電路，設計了一種應用于通信機射頻前端的通信用二次電源的部分電路。該電源轉換電路將-48V的輸入電源轉化為8V/2A的輸出電源，具有輸出電流大、穩壓精度較高、體積小的特點(diǎn)，并且工作穩定、性能可靠，對設計其他單端反激式隔離型開(kāi)關(guān)電源具有參考價(jià)值
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