Buck DC／DC变换器在星载开关电源中的应用

输出1电压为接UCx843时的电压；输出2电压为接MOSFET管时电压。
2．2．4 PWM控制电路
该电路由PWM及外围的电阻、电容组成。其主要功能为：用于产生振荡波，进行稳压反馈、软启动、过流保护、过压保护等多种功能，是DC／DC变换器的核心部分。在DC／DC变换器的设计中，开关频率确定为(200+50)kHz。
振荡电路参数的计算公式为：
RTCT=k／f (6)
式中：RT，CT为振荡电阻、电容；k为振荡器充放电系数。
当RT≥5 kΩ时，k=1．72；当RT5 kΩ时，k在0．6～0．65间取值。其中，CT取(4 700+100)pF，RT的参数范围为1～2kΩ。
应用该器件时，主要采用以下技术措施：①降压使用该器件(10～14 V)，减小电压应力和功耗，提高使用可靠性：②外围电路中的元件尽可能分布在该器件附近，减小电路分布参数的影响；③在印制电路板设计时，使用平面地。
2．2．5 功率变换电路
该电路采用传统的Buck电路。其作用是：将PWM电路产生的驱动信号进行功率放大，使一次母线电压／功率转换成用电设备所需要的电压／功率。Buck电路实际上就是Buck斩波器，输出滤波电感L3的参数设计十分关键，它既起滤波作用又起储能作用，L3的表达式为：
L3=(Umax-Uo)Ton／(0．02Io) (7)
式中：Umax为输入电压最大值；Uo为输出电压额定值；Io为输出额定电流。
经计算L3=770 μH，假定Buck电路从连续状态转变为不连续状态的临界电流值是额定输出电流的1％，即35mA。
在漆包线规格选择上，主要考虑变换器的总功率和确定规格漆包线的过电流能力。DC／DC变换器的额定输出功率为100 W(28．5 Vx3．5 A)，选择线径为0．31mm的漆包线绕制。按5A／mm2的电流密度计算，L3需要φ0．31mm漆包线的并绕根数L=3．5／[5x(0．31／2)2π]=9．3，取L=10。
以上关于漆包线并绕根数的计算是在要求的额定电流下进行的，需要说明的是以上漆包线容许过电流的计算是按5 A／mm2的电流密度计算的，这是一个非常保守的取值，一般按8 A／mm2甚至10 A／mm2的电流密度计算。
2．2．6 过流保护电路
本电路方案的过流保护电路没有采用电流采样信号输入到UC1843的ILIM端，利用该脚电流监测端的功能，当输出负载大于设定的保护点时，源端电流采样信号在取样电阻(或电流互感器)上的电压大于1 V，PWM1843的输出脉冲关闭，实现限流输出。当用过载现象消除后，DC／DC变换器自动恢复输出这一方案，原因是这一过流保护方案在输出完全短路时，电源自耗功过大，长时间下可能将电源自身烧坏。因此，电流环仅起闭环调节的作用。
过流保护电路由电流互感器、三极管、电阻和电容组成。当输出负载大于设定的保护点时，三极管导通，UC1843的COMP端被拉到地，脉宽调制器无输出，电源实现过流保护，当用过载现象消除后，DC／DC变换器自动恢复输出。该过流保护电路的优点是电源输出长时间处于短路状态，电源本身不会损坏。
2．2．7 过压保护电路
发生过压时，电路通过降低消浪涌MOSFET的栅极电压来增大MOSFET的漏-源导通电阻，从而实现过压保护的功能。通过对电路进行仿真实验可知，电路很好地实现了过压保护的功能。需要说明的是过压保护只考虑主功率MOSFET管短路一种情况。图3示出UC1843输出波形uco和RCC启动电路三极管集-射极电压uce波形。

3 结论
介绍的42 V转28 V Buck DC／DC变换器相对于隔离型开关电源的特点是转换效率高，可作为星载设备的二次母线使用，如果输出整流电路采用同步整流技术，转换效率可达到98％以上。