基于DPA425-Switch的多路输出开关稳压电源

原理图中的接法是DPA的一种典型外围电路，其中S引脚作为公共端；F引脚是频率选择端，直接接到S端频率为400kHz，。必要时还可将开关频率选择端F改接控制端C，选择300kHz的半频方式，以进一步降低干扰；X为外部电流限制端，接电阻R1，R2限制内部驱动电流，随着输入电压的升高，增大R1将降低这种电流限制，防止输出的过电流，控制这个电流限制将降低变压器副边元件的应力值和漏感尖峰值，这就使得输出部分可以选择更低耐压值的整流二极管；D是DPA425内部MOSFET的漏极端，直接接电源的正极，L引脚是欠压过压保护端，接R3=619k是一个典型值，电压阀值为：欠压33V,过压86V；C引脚是控制端，启动后由变压器的偏执绕组经整流后供电，C2用于DPA本身的解耦，应该尽可能的靠近C引脚和S引脚，C3提供启动所需的能量和自重启动的时间。输入电压范围为16-75VDC，输出功率最大可达52W，满足此电源要求。

2.2变压器部分

在这个电源设计中，变压器设计是一个重点。虽然对于电源来说，各种保护也是很重要的，例如过电流保护、过电压保护及欠电压保护等，但这些已经都集成在了DPA芯片中，无须在外围搭设这些保护电路。

变压器的设计主要是选择磁芯材料，尺寸和形状；计算原副边的匝数，和匝比；选择合适的漆包线，主要是线径；计算气隙的大小；计算变压器的效率；选择合适的骨架等等 。根据AP法，软件法等计算磁芯的有效截面积，考虑一定的裕量，选择合适大小的磁芯。本设计中，选择铁氧体材料，EI型的磁芯，有效截面积Ae为91.2mm ，窗口面积Aw为150.1mm ，气隙为1.5mm。原副边匝数和匝比，根据原副边电压而定，漆包线选择国产线径为0.45。

S1为原边输入，24匝；S2为偏执绕组，5匝；S3为15V输出绕组，8匝；S4为20V的主输出绕组，8匝；S5为20V的辅输出绕组，9匝。偏执绕组电压经D2整流，C4滤波，R5分压限流后，C4正端接至PC817的4端，给其内部三级管提供正向偏执电压，使三级管导通，为DPA的C引脚供电，C4的负端接公共端。

2.3输出部分

多路输出开关电源广泛应用在各种复杂小功率电子系统中，就多路输出而言，通常只有输出电压低、输出电流变化范围大的一路作为主电路进行反馈调节控制，以保证在输入电压及负载变化时保持输出电压稳定，由于受变压器各个绕组间的漏感和绕组电阻等的影响，辅助输出电压随输出负载的变化而变化，通常，当主输出满载和辅助输出轻载时，辅助输出电压将升高，而当主输出轻载和辅助输出满时，辅助输出电压将降低。

基于上述对多路输出的描述，考虑在本设计中，20V的输出功率较大，取20V的一路作为主输出，即用于反馈的取样，其他三路作为辅输出，在主输出中，整流二极管采用快恢复二极管BYW29，并且由于主输出中二极管所要承受应力较大，需要性能较好的器件，C10，R10组成缓冲电路，有效降低输出纹波电压，并能防止D3在高频开关状态下产生自激振荡（振铃），辅输出中用BYV26C就可以满足要求，电解电容C8是滤波的作用，降低纹波，提高效率，L1和电容组成LC滤波，在输出端还可以并接瓷介电容，可降低高频噪音和纹波。由于辅输出中电压可能会波动，采用线性三端稳压器7815，LM317稳定输出电压，LM317的输出电压可以在1.2-37V之间调整，只需调整R11的电阻值，C9是在LM317离输入源较远时并接的，C11可以改善瞬态响应特性，这两个电容最好使用钽电解电容。对于线性三端稳压器，只有输入电压高于所要输出的电压值时才起作用，才能得到稳定的电压值，基于此就要求变压器的辅输出绕组要考虑裕量，即比预计的多绕出1-2匝数，使负载变化引起的电压波动不影响电源的输出电压稳定。

2.4反馈部分

反馈的目的就是使主输出电压稳定，R8和R9分压采样主输出电压，R8使用可调精密电阻，调节R8使可调式精密并联稳压器KA431的1端电压为2.5V；R6，R7起限流的作用，因为PC817的1，2端所允许通过的电流很小，要选择合适的R6，防止损坏元件；C7是频率补偿环节，有助于改善KA431的特性；C6起软启动的作用，防止启动时的输出过冲；PC817中当二极管导通时，电流成比例的驱动其内部三级管，只要4端有正电压足够三级管导通，PC817就能正常工作，这里PC817主要起隔离的作用。3端接至DPA的C端，这样就可以把采样的信号送入DPA，当主输出电压波动时，DPA将及时调整导通比，使输出电压保持不变。当输出电压升高时，KA431的1端电压将高于2.5V，KA431内部的晶体管将导通，使得流过PC817的1，2两端电流增大，成比例的三级管门极电流增大，导通的电流增大，使得流入C引脚的电流Ic增大，DPA内部的MOSFET的占空比将减小，使得的输出电压减小，使输出稳定到原值。反之当输出减小时，MOSFET的占空比将增大，输出将增大，也使输出稳定到原值。