引言

在中等容量的开关直流电源中，双管正激直流电源变换器有比较明显的优势，它克服了单管正激直流电源变换器开关管直流电源电压应力过高的缺点，而且不需要特殊变压器磁复位直流电源电路设计。更重要的是，与全桥直流电源变换器和半桥直流电源变换器相比，其在结构上有抗桥臂直通的优点，因此已成为应用最为普遍的直流电源电路设计拓扑结构。本文设计了一种采用UC3844控制的多路输出双管正激开关直流电源。UC3844是一种直流电源电流调制的PWM控制器，实现直流电源电压直流电源电流双闭环控制，芯片内阻较大(30kD)，启动直流电源电流小(小于l mA)，因此在高压输入时仍然可以使用大电阻分压来进行启动，直接采用变压器输出端反馈，控制直流电源电路设计简单，直流电源电路设计输出采用LM350调整直流电源电压精度。

1 直流电源变换器工作原理

本文设计的直流电源变换器输出功率200W，开关频率为50kHz，工作范围400～600V，输出4路分别为24V、+12V和5 V。

图1是直流电源变换器的原理图，主直流电源电路设计是双管正激

直流电源变换器，开关管S1和S2跳同时导通，能量通过高频变压器传输到输出侧，经整流输出给负载；开关管关断时，变压器能量通过续流二极管D1和 D2回馈到输人端，变压器磁芯复位。

S1和S2采用功率 MOSFET 作为功率开关管。开关管与瞬态直流电源电压抑制器（ TVS ）并联，可靠保护开关管。 R3 、C2、 D9 构成高频变压器原边缓冲直流电源电路设计，用以限制开关管漏极因高频变压器的漏感而可能产生的尖峰直流电源电压， D9 选用超快恢复二极管，恢复时间为 75ns 。变压器原边的直流输入直流电源电压、原边绕组的感应直流电源电压以及由变压器的漏感而产生的尖峰直流电源电压，三者叠加在一起，其值可能超过 MOSFET 的额定直流电源电压，所以必须在开关管的 D-S极之间增加钳位直流电源电路设计和吸收直流电源电路设计，用以保护功率 MOSFET 不被损坏。 R1，R2、C1、D3 与 R4、R5、C3、D4。构成了两个开关管的缓冲直流电源电路设计， D3 和 D4 选用超快恢复管，其最大反向耐压值为 700V ，恢复时间为 30ns。

输出部分采用半波加续流二极管整流，二极管选用超快恢复 MUR820 ，额定值为 8A200V ，恢复时间为 30ns 。

直流电源变换器工作原理

UC3844直流电源电流 PWM 模式集成控制芯片广泛用于中、小功率的 DC/DC开关直流电源， UC3844 内部主要由 5 . 0V 基准直流电源电压源、振荡器、降压器、直流电源电流检测比较器、 PWM 锁存器、高增益 E/A 误差放大器和用于驱动功率 MOSFET的大直流电源电流推挽输出直流电源电路设计等构成，启动／关闭直流电源电压阂值为 16V/ 10V ，输出最大占空比为 50 % ，工作频率 0~500 kHz ，驱动能力达±1A 。

UC3844 典型外围直流电源电路设计如图 2 所示。 UC3844 的内阻大约 30KΩ，它的启动直流电源电压可以由主直流电源电路设计输人直流电源电压经过 R1、R2、R3、R（芯片内阻）分压而得到，由图 2 可以知道， A 点直流电源电压的计算公式为

UC3844 的启动直流电源电压为 16V ，式中 R =30KΩ , R2 = 20KΩ, R4 = 4 . 7KΩ，可计算出，当 R1=300KΩ 时， Vcc =400V 直流电源电路设计开始工作。 UC3844 启动时直流电源电流不到 1mA ，启动过程中电阻 R1所消耗的功率 PPRI大约为

在双管正激直流电源变换器中，两开关管是同步的，因此采用变压器分两路来同时给开关管驱动信号，接线如图 3 所示。 UC3844 正常工作时的直流电源和直流电源电压反馈由主变压器的反馈绕组提供；除此之外，通过小电阻对开关管直流电源电流进行采样，作为 UC3844的直流电源电流反馈信号。 UC3844 输出驱动脉冲为15 V , 输出直流电源电流可到 IA ，考虑到变压器及元件的压降，变压器设计为升压型，变比为16：18，输出端采用15 V稳压管对驱动信号进行稳压。

3 调整直流电源电压精度

传统的UC3844用于反激直流电源变换器采用离线式结构，这种方式直流电源电路设计简单，整个补偿网络只由PI直流电源电路设计构成，参数选择简便。但是由于反馈不直接从输出直流电源电压取样，所以输出直流电源电压仍有很大的纹波，一般为±2％，负载变化时，输出直流电源电压变化大、响应慢，不适用于精度要求高或负载变化大的场合。在精度要求较高的时候，则要通过稳压来调整输出精度。本文借助于可调三端稳压器LM350来满足精度要求。LM350最大输出直流电源电流可以达到3 A，直流电源电压调整范围为1.2-33 V，图4为LM350的典型应用图，输出直流电源电压计算式为：

其中IADJ=50μA，R1=240Ω，通过调整可调电阻尺 来对输出稳压值进行调节。直流电源电路设计中输出滤波电容C2的存在，LM350对输人到LM350的直流电源电压纹波非常敏感，因此在输人端增加旁路电容C1来削弱输人直流电源电压纹波的影响。

4 实验结果及分析

实验直流电源电路设计参数：对应于输人400~600V，而输出直流电源电压24V、±12V、5 V，主变压器原副边变比为75：6、3、1，由于本文设计的反馈是24 V支路绕组反馈，其它支路的采用LM350对输出稳压。实验数据如表1所列，实验波形如图5 图8所示。

5 结语

实验结果表明，本文设计用UC3844控制的多路输出双管正激直流电源变换器具有稳定性好。使用大电阻分压来调整直流电源电路设计启动直流电源电压值，控制直流电源电路设计简单可靠，实用性强，适用于宽范围直流电源电压输人场合。同时为适合不同的精度要求，设计了两种方案，一种是精度要求较低时直接由变压器整流输出，另一种是精度较高时采用三端稳压管LM350进行调整。经过实验测试，两种方案可以满足不同场合需求。

表1实测数据比较

测试项目	输出纹波	输出纹波	调整率	调整率
测试条件	未采用 LM350	采用 LM350	未采用 IJW350	采用 F.M350
24V支路	1%	<0.5%	A=1.2V 5%	A=200mV 0.8%
±I2V支路	1%	<0.4%	A=1V 8%	A=120mV 1.2%
5V支路	1%	<0.3%	A=300mV 6%	A=50mV 1.2%