1   引言
　　
　　在某通信机站中由于采用220V和48V电池备份供电，因此许多控制设备需要220VDC/DC和48VDC/DC双辅助电源供电，本文提出一种40V～300V宽范围输入供电的辅助电源。由于反激变换器具有电路拓扑简洁、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小等优点，因而将其作为此电源电路拓扑，将会使辅助电源体积重量下降，以达到使用要求。
　　
　　2   电流型控制反激DC/DC变换器
　　
　　2.1   功率电路
　　
　　因为输入电压范围宽，故选用单管反激式拓扑结构，如图1所示。针对这一结构主功率开关上必须加缓冲电路，否则开关管关断时漏感能量无处释放，将会引起电压尖峰击穿功率管。常用的缓冲电路有LCD、RCD和有源箝位等几种，综合几种缓冲电路的特点，本文采用RCD缓冲具有无源、电路简洁的特点。
　　
　　　　
　　2.2    控制方案
　　
　　反激变换器具有电流源性质，开环不能开路，否则输出电压极高。作为静止变流器的直流环节使用，当后级逆变桥的功率管均关断时，对前级的反激变换器输出端就相当于开路，因而必须采用电压闭环控制；同时为提高电源的性能，采用电流型控制技术，这种电流电压双闭环控制使系统具有瞬态响应快、稳定性高、内在限流能力等优点。
　　
　　2.3  电路组成
　　
　　研制的30W样机电路，如图2所示。整个电路的核心为UNITRODE公司的电流型PWM芯片UC3843，该芯片主要用于设计100W以下的小功率开关电源。Q5作射极跟随器取出UC3843的锯齿波，R6取样主开关管的电流信号，R14、R17将电流信号与锯齿波相叠加作斜坡补偿，以消除电流控制型调节器在占空比大于50％时固有的次谐波振荡，R14、R17的比值可以决定斜坡补偿的深度。Q14为基准电压源和误差放大管，光电耦合器Q11将误差电压反馈给UC3843，构成电压闭环，同时保证电气隔离。
　　
       　　
　　2    关键电路参数设计
　　
　　2.1储能式变压器
　　
　　设电流临界连续时的功率为总输出功率的1/5，则
　　
　　（1）
　　
　　式中：Bm为最大磁密；
　　
　　B为偏置点磁密。
　　
　　则磁密变化量ΔB为
　　
　　ΔB=2(Bm－B)（2）
　　
　　原边匝数N1为
　　
　　（3）
　　
　　式中：Uimin为最小输入电压；
　　
　　tonmax为开关管最大导通时间；
　　
　　S为磁芯截面积。
　　
　　电流临界连续时原边电感L1min为
　　
　　（4）
　　
　　式中：Pomin为临界连续功率；
　　
　　Ts为开关周期；
　　
　　η为变换效率。
　　
　　储能式变压器磁芯气隙δ为
　　
　　（5）
　　
　　式中：I1p为原边最大峰值电流；
　　
　　μ0为真空的磁导率。
　　
　　2.2功率开关管
　　
　　开关管的电压应力UDS和电流应力I1p分别为
　　
　　　　
　　式中：I1avg为原边电感电流平均值；
　　
　　ΔI为原边电流脉动值。
　　
　　2.3整流二极管
　　
　　二极管Q13的电压应力UD5和电流应力ID5分别为
　　
　　　　
　　式中：I2pk为副边最大峰值电流。
　　
　　2.4RCD箝位电路
　　
　　箝位电阻R2为
　　
　　　　
　　式中：Vc为箝位电压；
　　
　　VOR为次级到初级的反射电压；
　　
　　L1k为初级绕组的漏感量；
　　
　　IPK为开关管的最大峰值电流；
　　
　　fs为变换器的工作频率。
　　
　　箝位电容C7为
　　
　　(11)　　
　　式中：ΔRC为箝位电容上的脉动电压。
　　
　　3.5  固定负载R29的选取
　　
　　由于高压空载时占空比非常小，且会引起间歇振荡，需加上固定负载，其值在调试中决定，在系统稳定的前提下，其阻值越大越好。
　　
　　4  原理样机试验
　　
　　设计实例：额定输出功率30W，输入电压40～300V，输出电压24V/5V，开关频率96kHz，储能式变压器磁芯EC28，绕组匝数N1/N2=73/12，N2的实际值比计算值略大，磁芯气隙1.2mm，最大占空比为0.6，箝位电阻R2为43KΩ，箝位电容C7为0.01μF，箝位二极管Q5为FR107，整流管Q13为1N5820，死负载R10取为51Ω。
　　
　　5   结语
　　
　　根据文中设计的开关电源在输入为40～300V时，该电源的效率大于85%，输出纹波小于100mV（VP-P），5V输出可提供2A输出电流，电压稳定度小于0.1%；电源指标都能满足设计要求，通过实际使用证明能够在输入电压范围大的情况下长期稳定的工作。反激式变换器且具有体积小重量轻的优点。研制成功的原理样机具有稳定性高、变换效率较高、内在的过载与短路电流限制等综合性能，在输入电压范围大的应用场所有一定的应用价值。
　　
　　编辑：Harris