引言
dc/dc模块电源已广泛用于微波通讯、航空电子、地面雷达、消防设备、医疗器械等诸多领域。其中有许多应用场合需要多路输出。如在单片机智能控制器中，单片机供电需要5v，而运放集成电路通常需要12v。在设计多路输出电源时，有许多地方不同于单路输出，需要考虑的问题较多，难度较大。比如，既要考虑变压器管脚限制、多副边变压器设计、各路的稳压电路实现，又要考虑每路轻载及满载时的负载调整率，负载的交叉调节特性。本文通过一个给单片机智能控制器供电的15w三路模块电源的设计实例，详细说明了多路输出电源的设计特点。
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1 电源的设计指标
12v输入，5v/±12v三路输出模块电源的设计指标如表1所列。
表1 设计指标
项 目
代 号
最小值/min
标称值/nom
最大值/max
单 位
负载电流（电阻）
io1(ro1)
2(2.55)
a/ω
io2(ro2)
0.25(48)
a/ω
io3(ro3)
0.25(48)
a/ω
输入电压范围
uin
36
48
72
v
输出电压
uo1
5.025
5.075
v
uo2
12.00
12.50
v
uo3
－12.00
－12.50
v
负载效应
ulr1
±0.5
％
ulr2
±1.5
％
ulr3
±1.5
％
负载动态特性
dum
±150
mv
dt
200
μs
效率
eff
80
％
2 电源的设计原理
图1是针对单片机主板供电电源所设计的多路输出开关电源原理图。
图1中电感l201，l202，l203是耦合电感，l204是偏置绕组，由于受变压器管脚限制，取自耦合电感。
电路采用单端正激变换电路，当变换器接通电源时，输入直流电压经电阻r601和12v稳压管d601及三极管v601和v602组成的稳压降压电路后，启动uc3843。进入正常工作后，偏置绕组l204的供电电路开始工作，偏置绕组的输出经二极管d4整流、c601滤波后输出12v电压，高于自供电电压，使二极管d602?偏，启动电路停止工作。偏置绕组为uc3843(ic301)提供工作电压（12v），变换器进入正常工作，在pwm脉宽调制方式下，各路次级绕组的输出经过各路的二极管整流、lc型滤波器滤波后，产生各路的直流输出电压。＋5v输出的电压由电阻器r402和r406分压后，与可编程稳压源tl431（ic401）中的2.5v参考电压比较，然后通过光耦合器(ic101)反馈到uc3843的脚2，控制脉冲的占空比，稳定5v输出。耦合电感l202及l203实现±12v两路稳压。过流保护电阻r101和r102检测到开关管的过流信号，送入uc3843的脚3，封锁uc3843的输出信号，实现过流保护。
3 设计方案选择
dc/dc模块电源以中小功率为主,功率大都在150w之下,采用的电路拓扑以反激和正激变换器为主，有时也采用推挽变换器,电源要求体积小，设计时全部采用贴片元件。
3.1 主控芯片选择
主控芯片采用新型脉宽调制集成电路uc3843，是一种电流型控制的专用芯片，图2是uc3843原理框图。它具有欠压锁定电路，低静态电流（1ma），大电流输出，内置能隙参考电压，500khz工作频率，低r0放大器，电压调整率可达0.01v，非常接近线性稳压电源的调整率，低起动电流仅1ma，启动电路非常简单等特点。
3.2 稳压方式选择
对单路输出，只在输出端加稳压反馈电路即可，而对多路输出，必须视要求而定：如果各路输出电压精度都要求高，则每路都应设计独立的闭环稳压回路，这样设计难度较大；如果只有一路是重要的负载，其他路负载较轻，并对输出电压精度要求不是很严格，则只须给重要负载所在电路加反馈控制回路，其余两路开环，依靠耦合电感实现稳压。
3.3 多路输出滤波电感绕制方式选择
本例的三路输出中，5v（uo1）是比较重要的负载，输出电流最大（2a），12v是运算放大器供电电源，允许电压在1～2v范围变化,电流较小（0.25a），所以，只在5v主路加反馈控制回路，±12v辅路的稳压性能是靠耦合电感来实现。针对本例多路输出的具体情况，输出滤波电感不宜采用独立电感，而应采用耦合电感，即将三路的输出滤波电感绕在一个磁芯上，只有5v主电路受控，输出特性较好，而±12v两路较差影响不大。
4 电源设计过程
4．1 uc3843外围电路设计
4.1.1 开关频率选择
二次电源产品工作频率一般选择在100khz～400khz之间，本例设置开关频率为250khz，uc3843工作频率可达500khz，脚4是rt/ct锯齿波振荡器的定时电阻和电容的公共端，对于uc3843而言，
式中：r是图1中的r304，其值为6.8kω；
c为图1中的c302，其值为1nf。
4.1.2 过流保护电路设计
图1中r101及r102为过流检测电阻，根据式ismax≈1.0v/
