【实践类】高频DC/DC电源

这次搞一个DC/DC的电源。24V输入24V10A输出的电源。

磁性器件用平面变压器，频率暂定300KHz。拓扑采用正激。

单管正激。DC输入的电压低没必要用双管正激。

芯片选用ISL6843。这个芯片和384X几乎一样，就是开关频率高些。38系列的开关频率只能达到500KHz，68系列的开关频率能达到2MH。

38系列框图68系列框图

还是有些区别的，输出图腾，38系列用的三极管，68系列用的MOS管。PDF上的驱动能力是一样的，都是1A。

这是初始原理图。

分部解析原理图。

启动电路利用MOS管启动，比电阻启动损耗小（应该是）。

欠压保护电路当输入电压低于设定值时，比较器LM393的1脚输出低电平。三极管Q6导通，拉低主芯片ISL6843的1脚，芯片停止输出。

MOS管驱动电路主芯片6脚位QD，驱动信号通过两组NPN，PNP三极管来驱动MOS管。

芯片供电电路

芯片通过启动电路启动后，芯片的供电由正激电感上的绕组提供。这样可以提高效率。

过压保护电路。当输出过压时，光耦工作，通过三极管拉低主芯片ISL3843的1脚，使芯片停止输出。

PCB搞起，封装画完了，

布局基本完成了。散热有点不好搞啊。

板子画完了。

平面磁芯型号FEE22X12X16

变压器计算。

初级线圈的电压为V1，次级线圈的电压为V2。

最后计算的结果为初级3圈，次级7圈。

输出电感计算，

板子到了，先欣赏一下吧。

板子的贴片焊好了，不喜欢焊板子，我的脖子都僵了。

可怜的绕变压器啊，没有合适的铜箔，只能用剪刀剪铜皮，包黄胶带做绝缘，用尖嘴成型。

尖嘴成型比较难搞啊，变压器的出头用锡和焊盘连起来了，没办法动手能力有限啊。不过实验还是可以搞定的。

先给芯片加电，调整68434脚的电阻和电容，来改变频率。目标是300KHz。

结果将近300KHz，还是比较理想的。

给芯片6845外加12V电压，输出加直流电压，调整直流电压看6843的6脚波形变化，当电压升高到某一值时，68436脚无输出波形，此时输出加的直流电压即为正常工作时的输出电压。可以调整输出分压电阻来调整输出的电压。

调整好输出电压后，就可以给电源的输入加电了，进行下一步调试。

输入首次正常加电，有输出，挺高兴的。

测试MOS的DS波形时，发现好奇怪啊，这个波形我都没见过。大家赏析一下。。。

今天上电发现我的板子冒烟了，发现辅助绕组整流管不能用4148（一开始手就近用的4148）。后来去库房拿了个1N60，把4148换下后一切这场。

典型电路图中电感都是接在整流二极管后面和输出电压之间，整流管工作时，电感储能，续流管工作时电感释放能量。

我把电感接在了地线上，同样整流管工作时电钢储能，续流管工作时，电感释放能量。原理是一样的。

波形好些了。开关管D-S波形。

小负载测试波形：

驱动波形DS波形

驱动波形和DS波形合并

上点波形，现在带载能到5A了。我保存了0.5A1A3A和5A时DS的波形。波形有些变化，关断尖峰随着电流增加而变大。

0.5A：MOS管DS波形1A：MOS管DS波形

3A：MOS管DS波形5A：MOS管DS波形

随着负载电流增加，波形的峰谷电压变高了，抛物线的波形也变窄了。

MOS管关断时的尖峰大了，而且震荡也多了。这部分损耗应该挺大的。

这个是我调试的板子，把MOS管和整流管固定在了散热器上，这样测波形也方便。

看一个轻载波形的特写吧，0.3A负载的波形。

上几个尖峰的图片。

0.5A尖峰3A尖峰

从示波器上看，0.5A时MOS管的尖峰几乎可以忽略，但是3A时的尖峰就比较大了，但减分的峰值没超过波形的峰值。

当负载加重后，大于5A，MOS管的尖峰就比较高了，MOS的尖峰比波形的峰谷还要高。

5A负载7A负载

我给变压器做了一块散热器。先将铜柱安装在散热器上，然后将散热器压在平面变压器上，最后，铜锅PCB的三个孔将散热器压紧。

做好后大概就是这个样子：

平面变压器：平面变压器与常规变压器相比，磁芯尺寸大幅度缩小，最大的区别在于铁芯及线圈绕组。平面变压器采用小尺寸的E型、RM型或环型铁氧体磁芯，通常是由高频功率铁氧体材料制成，在高频下有较低的磁芯损耗；绕组采用多层印刷电路板迭绕而成，绕组或铜片迭在平面的高频铁芯上构成变压器的磁回路。这种设计有低的直流铜阻、低的漏感和分布电容，可满足谐振电路的设计要求。而且由于磁芯良好的磁屏蔽，可抑制射频干扰。优点：功率密度高，效率高，漏感低，散热性好，成本低等。

绕组画在PCB上，这样就更好了，起码一致性高。