鉅大鋰電 | 點擊量:0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轉換電路,其主要功能就是進行輸入輸出電壓轉換。一般我們把輸入電源電壓在72V以內的電壓變換過程稱為DC/DC轉換。常見的電源主要分為車載與通訊系列和通用工業與消費系列,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。不同應用領域規律不同,如pC中常用的是12V、5V、3.3V,模擬電路電源常用5V15V,數字電路常用3.3V等。結合到本公司產品,這里主要總結24V以下的DC/DC電源電路常用的設計方案。
2、DC/DC轉換電路分類
DC/DC轉換電路主要分為以下三大類:
(1)穩壓管穩壓電路。
(2)線性(模擬)穩壓電路。
(3)開關型穩壓電路
3、穩壓管穩壓電路設計方案
穩壓管穩壓電路電路結構簡單,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。比較常用的是并聯型穩壓電路,其電路簡圖如圖所示,
選擇穩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
這種電路結構簡單,可以抑制輸入電壓的擾動,但由于受到穩壓管最大工作電流限制,同時輸出電壓又不能任意調節,因此該電路適應于輸出電壓不需調節,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定性能的三端可調分流基準電壓源。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范圍內的任何值。該器件的典型動態阻抗為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范圍內的任意電壓輸出,特別地,當R1=R2時,Vo=5V。
圖3-1并聯穩壓器電路圖
圖3-2大電流并聯穩壓器電路圖
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,通過調節R1的大小,可以實現輸出電壓連續可調,調節范圍為2.5V-36V。