车载DC/DC功率变换器的研究

孙明阳 金亚玲 刘磊

1.沈阳工学院 2.国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司

车载DC/DC功率变换器的研究

孙明阳1金亚玲1刘磊2

1.沈阳工学院 2.国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司

介绍UC3843主要特点与典型应用电路，提出了一种基于UC3843芯片的DC/DC模块电源实现方案,结构简洁，工作可靠，转换效率高，对DC/DC转换模块设计有一定参考价值。

UC3843DC-DC模块电源 PWM

本次设计题目是做一个DC-DC功率变换器，其实也就是做一个稳压电源，综合我国的现状来看，有比较古老的线性电源和相对来说比较新颖的开关电源。其中开关电源具有工频变压器所不具备的优点，新型、高效、节能的开关电源代表着稳压电源的发展方向，因为开关电源内部工作于高频率状态，本身的功耗很低，电源效率就可做得较高，一般均可做到80%，甚至接近90%。这样高的效率不是普通工频变压器稳压电源所能比拟的。开关电源常用的单端或双端输出脉宽调制（PWM），省去了笨重的工频变压器，可制成几瓦至几千瓦的电源。用于脉宽调制的集成电路很多，本设计选择的是UC3843这个芯片。

1 主电路

大功率DC/DC变换器主电路拓扑有很多种，诸如双管正激式、推挽式、半桥式和全桥式等。控制芯片的种类也非常多，主要分为电流控制型与电压控制型两大类。电压控制型只对输出电压采样，作为反馈信号进行闭环控制，采用PWM技术调节输出电压，从控制理论的角度看，这是一种单环控制系统。电流控制型是在电压控制型的基础上，增加一个电流负反馈环节，使其成为双环控制系统，从而提高了电源的性能。

根据对各种拓扑和控制方式的技术成熟程度，工程化实现难度，电气性能以及成本等指标的比较，本文选用Boost变换器作为主电路，电流型PWM控制芯片UC3843作为该系统的控制单元。

2 控制部分

该方案中LM358运算放大器采集电路中电压和电流的信号，并将它们放大后反馈给UC3843集成电路,通过集成电路UC3843产生占空比可调的方波信号，之后将该方波信号送到驱动电路。

结合集成电路UC3843和运算放大器LM358的原理和应用方法，参考图书馆和网上的相关电路实例，设计控制电路如下图1所示。从下图分析可以看出运算放大器处理从电路中采集来的电压和电流信号后，经过处理放大后反馈到UC3843的电压反馈端和电流反馈端，经过UC3843分析处理后调制出驱动电路所需要的占空比的方波。

图1 控制电路电路图

3 驱动电路

采用了电力MOSFET一种驱动电路，它包括电气隔离和晶体管放大电路两部分。当无输入信号时高速放大器输出负电平，Q2导通输出负驱动电压，从而场效应管关断，当有输入信号时放大器输出正电平，Q1导通输出正驱动电压，从而场效应管导通。

4 斩波电路

本设计为直流升压斩波电路，采用较为常用的BOOST升压斩波电路实现。

5 总结

经过前期调研查找资料、方案设计、电路图绘制、硬件焊接机调试，顺利完成了该设计。

[1] 唐介．电工学[M]．北京．高等教育出版社，2008：23-25

[2] 魏静敏．依托高校大创团队建设—高功率车载D C / D C功率变换器设计[J]．北京：科技资讯，2014：71

孙明阳，1995年12月，男，汉族，沈阳工学院，学生。

金亚玲(通讯作者)，1978年10月，女，汉族，辽宁人，沈阳工学院，教师，副教授，硕士学位，研究方向：智能控制。

刘磊，1981年，国网辽宁省电力有限公司抚顺供电公司，本科，工程师。