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高中低压多路输出开关电源设计
中，既要考虑满足技术指标要求，又要
技术指标分析与设计考虑考虑设计和生产成本。本文着重阐述了１?交直流输入供电电路的设计该电源的组合设计思想与具体实践中
为了满足交直流输入供电要求，设要解决的关键技术问题。
计中就要考虑将ＡＣ２２０Ｖ输入变成直
高中低压多路输出的开关电臌∞，
源技术及要求
１．输入ＡＣ２２０Ｖ±１０％，５０Ｈｚ±１Ｈｚ；
或ＤＣｌ２Ｖ±２Ｖ
２．输出１＋２ＫＶ～＋５ＫＶ／１ｍＡ
（可调）
输出２＋５００ｖ／１０ｍＡ
输出３＋４９５Ｗ１０ｍＡ
输出４＋１００Ｗ１０ｍＡ
输出５＋９０Ｗ１０ｍＡ
输出６—３０Ｖ门０．１Ａ
输出７—２５Ｖ／Ｏ．１Ａ
输出８＋１５Ｖ／０．１Ａ
输出９＋１０Ｖ／Ｏ．１Ａ
输出１０＋５Ｖ／０．５Ａ
输出１１＋５Ｖ／Ｏ．２Ａ
３．稳定度优于１％
４．纹波峰值，低压优于
１００ｍＶｐ±５０ｍＶｐ；中压优于
１０００ｍＶｐ±５０ｍＶｐ
５．体积优于２００（Ｗ）×３００
（Ｌ）×１００（Ｈ）ｍｍ３
６．重量不大于２ｋｇ
７．环境工作温度一１０℃～＋４５℃
８．ＭＴＢＦ大于２００００爿、时于５０％的电路来产生，其工作频率控制在１５ｋＨｚ～２０ｋＨｚ，占空比大小可用电位器来调节，也可用脉宽调制器接成固定脉宽产生方波。关于高压可调技术问题可通过调节脉冲功率放大级的
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图１交直流输入供电电路框图
＋１２ｖ厅隔唾］陌孺邪圆丽习同两订嚼蕊酮款砺攮Ｙ—１电玲５髟时基一电垮一最大电踌Ｈ变压嚣ＨＩ謦鼓电呤『—＿图２２ｋＶ～５ｋＶ高压电路框图
流１２Ｖ，与直流输入适配。如果用线性
稳压技术实现ＡＣ／ＤＣ转换，就少不了
笨重的工频变压器，满足不了技术指标
中对重量的要求；如果采用ＡＣ／ＤＣ开
关模块，即可省去工频变压器，电路也
相对简单，成本相当。本方案中就选用
ＰＨ７５Ｓ２８０?１２模块作为ＡＣ／ＤＣ转换，
交直流输入供电电路如图１。
２．可调高压输出电路设计考虑：
２ｋＶ～５ｋＶ可调高压电路的设
计，当输入电压１２Ｖ时，如果采用一
高压电源通用设计方案来实现，其
电路比较复杂，既不符合设计成本
要求，也不符合体积重量要求。本
设计方案直接采用计算机显示器或
１２寸黑白电视机高压电路，既简单，
又成熟而且容易实现。但要解决方
波信号产生和高压可调的技术问
题。关于方波信号产生，本设计方
案采用５５５时基电路接成占空比小供电电压高低进行调整，也可通过调节脉冲功率放大器基极激励电流大小来调整高压输出，本设计方案就采用调节基极激励电流来实现输出可调。另一种方案，也可通过一
个脉宽调制集成电路调节输出脉冲宽度来实现，但电路相对复杂，调整也有一定难度。本设计方案高压电路框图如图２。
３．中低压输出电路设计方案
本电源要求输出＋５００Ｖ、＋４９５Ｖ、＋１００Ｖ和＋９０Ｖ四路中压电源，其中输出功率最大的是＋５００Ｖ，一路为５Ｗ。低压输出有８
图３中低压多路输出变换电路框图
图４＋４９５Ｖ电源原理图
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路，输出功率均小于５Ｗ。如果中低压输出电源均采用ＤＣ／ＤＣ模块方案，显然成本偏高，也很难买到低电压输入，中电压输出的小功率ＤＣ／ＤＣ模块。为
中低压多路输出开关电源设计方案简单，成本低廉，又能较好地满足设计技术指标及要求。而要解决的关键技术之一，高频功率变压器设计与绕制，
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图５＋１００Ｖ＋９０Ｖ电源原理图ｒ上；胃＝●乙。彳。
图６低压输出电源原理图
此，本电源设计方案采用推挽式脉宽调
制变换电路，从＋５００Ｖ取样反馈，取
得全部中低压１２路输出电源，方案简
单合理，成本较低。如框图３所示。
由于本方案中输入电压为１２Ｖ，主
回路设计中采用ＭＯＳ功率管推挽变换
电路比较合适，控制电路采用ＴＬ４９４脉
宽调制器。其取样端的选取，宜选输出
功率较大的一路，以保证其它各路满功
率输出。同时保证了＋５００Ｖ输出电压
的稳定度要求。为了要得到＋４９５Ｖ输
出电压，采用一５Ｖ三端稳压器与＋５００Ｖ
叠加技术，减少变压器绕组匝数，如图
４＋４９５Ｖ原理图所示。＋１００Ｖ和＋９０Ｖ
二路中压电源合并成一路电源，减少了
变压器一个绕组；用简单的线性稳压取
得＋１００Ｖ；＋９０Ｖ由＋１００Ｖ经二次线
性稳压取得。如图５所示。本方案中
１００Ｖ和９０Ｖ稳压管精度决定了输出电
压稳定度，所以要选择电压稳定度较好
的稳压管，以保证＋１００Ｖ和＋９０Ｖ输出
稳压精度。其它８路低压输出电源，为
了保证其输出电压的稳定度，均采用三
端稳压器稳压输出，具体电路如图６所
示。
．２‘｜ｈｔｔｐ，／：ｗｗｗ．ｇｅｃｍ４９．ｃｏｍ。。因为该变压器次级绕。。组太多，设计不好会
鼍压■出影响电路的正常工作。第二，＋５００Ｖ输出反馈到脉宽调制器采样端，其印制电路线与地线，其它印制线间，保证有足够的间距，必须保证大于１０ｍｍ，否贝Ｕ可能弓ｌ起爬电，造成输出电
压不稳定，增加功率开关管损耗或者损坏功率开关管。一个简单的办法，可在印制板的反面直接用外皮耐压大于１０００Ｖ的绝缘导线连接采样端，减少了印制板布线的困难。
高频功率变压器设计与绕制方法
１．磁芯的选择
本电源输出的功率不大，但因次级绕组太多，需要磁芯有足够的窗宽，以保证绕制的线包比较容易地装入磁芯，故选用ＲａｅＥＣ４１磁芯。
２．初次级匝数确定
Ｒ。ＢＥＣ４１磁芯，取Ｂ。＝１５００ＧＳ，Ｓｃ＝１，１３ｃｍ２，ＴｏＮ＝１８ＩＪｓ；Ｅ１＝１０Ｖ。
初级：
ⅣＰ＝箍删＝器器删＿１０．６匝取１０匝。
次级：
肛＝鲁?坼＝耋撕＝堡±鼍掣?坼其中，６＝笔笋；
Ｕ。－输出直流电压；
Ｕｏ一整流桥正向压降；
Ｕ。－阻流卷电压降；
Ｕ。一三端器件或功率调整管压降。
次级１＋５００Ｖ输出
ⅣＩ＝（５００Ｈ２矿＋１功×器×击×１０“６９８匝
取７００匝。
次级２＋１００Ｖ输出
Ⅳ２＝（１００ｙ＋２ｙ＋１矿＋１０ｎ×言；×｛｝×１０２１５７匝
次级３—３０Ｖ输出
Ⅳ３＝（３０ｒ＋２ｙ＋１矿＋７功×罟鲁×ｊ１＿×１０“５６匝
次级４±１５Ｖ输出
．＾‘＝（１５，，＋２矿＋１ｙ＋３功×害鲁×１：１＿×’ｏｚ２９匝
次级５＋１０Ｖ输出
Ｊ％＝（１０矿＋２ｒ＋１ｒ＋７ｎ×｝｝×ｊ；×１０≈２２匝
次级６＋５Ｖ输出
肌＝（５ｙ＋２ｒ＋１矿＋３ｎ×暑｝×ｊ１＿×１０２１５匝
以上是绕组的基本匝数的计算。但绕组数还要增加－５Ｖ，＋５Ｖ及一３０Ｖ三个绕组。
３．绕制方法
●为减小漏感影响，最里层绕制一５Ｖ绕组，＋５００Ｖ绕组，后绕初级绕组，再绕次级绕组。绝缘宜用厚度０．０３聚脂薄膜，初次级之间用５层，次级与次级用２层，保证有较好的绝缘强度。
●绕制初级绕组时，用双线并绕，保证中心抽头完全对称，以改善功率级波形，减少损耗，提高效率。
●漆包线宜用高强度ＱＱ型漆包线，电流密度取５Ａ／ｍｍ２，考虑到容易绕制，在窗宽允许的情况下，尽量选用直径较粗的漆包线。
结束语
高中低压多路直流稳压电源设计方案，经实际制作的样机指标测试，均能达到预期效果。尤其成本低廉，用户特别满意。本设计方案对高中低压多路直流稳压电源来说，也许不是最好的方案，仅仅是供从事电源技术工作者在设计中一个启迪而已。皿
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