宽压高效DCDC设计资料VIP专享VIP免费

第1页共19页内容摘要：本报告对宽压高效DC-DC变换器的技术要求、设计方案、工作原理进行了简单的阐述和分析，并对各个主要模块做了原理分析，给出了关键参数设计及元器件选取关键参数设计及元器件选取。根据原理图，按两个方案试制出输出为15W/15V、15W/5V、30W/15V和30W/5V模块原理样机，测试结果显示，按方案一实现的模块问题较多，按方案二实现的模块除了高低温实验没有做外，其他性能基本达到技术协议上的性能指标。下面简要说明一下方案一存在的问题，15W输出满载时，在输入电压低于40V时，效率在85%左右，而在高于40V时，效率会降低，当输入电压为50V时，效率为80%，分析效率低的原因会在正文中叙述，这里不再赘述，解决办法就是减少漏感和降低开关频率，这样会减小损耗，故在下面的实验中拟15W中采用ER18的磁芯，最低工作频率在80KHz，在制作变压器中严格控制漏感。而30W输出存在同样的问题，故会在后面的实验中拟采用ER23的磁芯，最低工作频率也在80KHz左右。主题词更改栏更改单号更改日期更改人更改办法第2页共19页宽压高效DC/DC变换方案报告1概述本报告根据《宽压高效DC/DC变换技术开发技术协议》，对宽压高效DC/DC变换模块的技术要求、设计方案、工作原理等方面进行了相应阐述和分析。此次研发涉及4种DC/DC模块，分别为15W和30W两个额定输出功率等级，每个功率等级包括单路5V输出、单路15V输出模块各1种，也就是共设计四种类型的电源。其主要难点:(1)宽输入电压范围12.5~50V；（2）宽工作温度范围-45~85°;(3)外形尺寸较小，这样对功率密度、效率和散热三方面提出挑战（4）低功耗，效率高。15W模块：全输入电压范围内，常温条件下，5V模块满载输出时效率不低于85%，15V模块满载输出时效率不低于88%；全输入电压范围内，常温条件下，5W输出时效率不低于75%，争取达到80%。30W模块：全输入电压范围内，常温条件下，5V模块满载输出时效率不低于86%，15V模块满载输出时效率不低于90%；全输入电压范围内，常温条件下，15W输出时效率不低于86%。因此本项目提出的三个新课题：全输入范围高效；低温启动；高温散热；高功率密度。2技术要求2.1模块类别涉及4种DC/DC模块，分15W和30W两个额定输出功率等级，每个功率等级包括单路5V输出、单路15V输出模块各1种。以下如非特指，均为对各模块的统一要求。2.2工作温度范围-45℃～+85℃，无需额外散热措施。2.3隔离要求输入地、输出地及二者与外壳间加500V，绝缘电阻不低于100MΩ。输入、输出地间不加电容器。2.4结构各模块均采取封闭式结构，金属外壳封装。第3页共19页外形尺寸（暂定）及点定义分别见图1.1和图1.2，控制端低电平禁止。图1.115W模块外形尺寸及点定义图1.230W模块外形尺寸及点定义2.5输入2.5.1输入电压范围输入电压范围12.5V～50V，标称28V。2.5.2最大输入电流阻性负载满载启动时，最大输入电流不超过稳态输入电流的2倍。2.5.3输入纹波电流第4页共19页额定输入电压、额定负载、稳态工作时，输入纹波电流峰-峰值不大于30mA，可通过外接一级LC差模滤波控制。2.5.4兼容性要求兼容GJB181A相关要求及输入电压范围内的电压浪涌要求。2.6输出除非特殊说明，本条所列指标均要求在全输入（12.5V~50V）、全负载（空载~满载）、全温度范围内（-45℃～+85℃）满足。2.6.1输出功率启动时，在额定输出功率基础上，至少需保留15%设计裕量（过载时间不超过10s），验收时以额定值为准。2.6.2转换效率15W模块：全输入电压范围内，常温条件下，5V模块满载输出时效率不低于85%，15V模块满载输出时效率不低于88%；全输入电压范围内，常温条件下，5W输出时效率不低于75%，争取达到80%。30W模块：全输入电压范围内，常温条件下，5V模块满载输出时效率不低于86%，15V模块满载输出时效率不低于90%；全输入电压范围内，常温条件下，15W输出时效率不低于86%。2.6.3输出电压精度（电压/负载调整）5V输出稳态电压精度不超过±0.1V，15V输出稳态电压精度不超过±0.2V。2.6.4输出电压峰-峰值5V输出时峰-峰值不大于75mV，纹波成分（不含开关高频噪声）不大于30mV，无开关频率外的低频振荡；空载条件下，峰-峰值不大于150mV，纹波成分不超过90mV。15V输出...