鉅大LARGE | 點擊量：1394次 | 2020年02月13日
自制dcdc隔離電源設計
1、DC/DC電源電路簡介
DC/DC電源電路又稱為DC/DC轉(zhuǎn)換電路，其主要功能就是進行輸入輸出電壓轉(zhuǎn)換。一般我們把輸入電源電壓在72V以內(nèi)的電壓變換過程稱為DC/DC轉(zhuǎn)換。常見的電源主要分為車載與通訊系列和通用工業(yè)與消費系列，前者的使用的電壓一般為48V、36V、24V等，后者使用的電源電壓一般在24V以下。不同應用領域規(guī)律不同，如pC中常用的是12V、5V、3.3V，模擬電路電源常用5V15V，數(shù)字電路常用3.3V等。結(jié)合到本公司產(chǎn)品，這里主要總結(jié)24V以下的DC/DC電源電路常用的設計方案。
2、DC/DC轉(zhuǎn)換電路分類
DC/DC轉(zhuǎn)換電路主要分為以下三大類：
（1）穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
（2）線性（模擬）穩(wěn)壓電路。
（3）開關型穩(wěn)壓電路
3、穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路設計方案
穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路電路結(jié)構(gòu)簡單，但是帶負載能力差，輸出功率小，一般只為芯片提供基準電壓，不做電源使用。比較常用的是并聯(lián)型穩(wěn)壓電路，其電路簡圖如圖所示，
選擇穩(wěn)壓管時一般可按下述式子估算：
（1）Uz=Vout;（2）Izmax=（1.5-3）ILmax（3）Vin=（2-3）Vout
這種電路結(jié)構(gòu)簡單，可以抑制輸入電壓的擾動，但由于受到穩(wěn)壓管最大工作電流限制，同時輸出電壓又不能任意調(diào)節(jié)，因此該電路適應于輸出電壓不需調(diào)節(jié)，負載電流小，要求不高的場合，該電路常用作對供電電壓要求不高的芯片供電。
有些芯片對供電電壓要求比較高，例如ADDA芯片的基準電壓等，這時候可以采用常用的一些電壓基準芯片如MC1403，REF02，TL431等。這里主要介紹TL431、REF02的應用方案。
3.1TL431常用電路設計方案
TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準電壓源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為0.2，參考電壓源誤差1%，輸出電流為1.0-100mA。最常用的電路應用如下圖3-1所示，TL431的內(nèi)部含有一個2.5V的基準電壓，所以當在REF端引入輸出反饋時，器件可以通過從陰極到陽極很寬范圍的分流，控制輸出電壓。如圖3-1所示的電路，當R1和R2的阻值確定時，兩者對Vo的分壓引入反饋，若Vo增大，反饋量增大，TL431的分流也就增加，從而又導致Vo下降。顯然，這個深度的負反饋電路必然在VI等于基準電壓處穩(wěn)定，此時Vo=（1+R1/R2）Vref。選擇不同的R1和R2的值可以得到從2.5V到36V范圍內(nèi)的任意電壓輸出，特別地，當R1=R2時，Vo=5V。
圖3-1并聯(lián)穩(wěn)壓器電路圖
圖3-2大電流并聯(lián)穩(wěn)壓器電路圖
TL431最大輸出電流為100mA，在需要更大的電流時可以在圖3-1基礎上加一個三極管進行擴流，如圖3-2所示。
使用上述設計方案時，需要注意的是，在選擇電阻時必須保證TL431工作的必要條件，就是通過陰極的電流要大于1mA；電阻R1、R2必須選擇低溫漂高精度的精密電阻，這樣才能保證輸出電壓的精度。將R1換為電位器時，通過調(diào)節(jié)R1的大小，可以實現(xiàn)輸出電壓連續(xù)可調(diào)，調(diào)節(jié)范圍為2.5V-36V。
