在昨天的大功率電源方案分享過程中，我們為大家詳細介紹了這一電源設計方案中的AC-DC電路設計以及機箱的散熱設計情況。這一大功率電源由于需要滿足1000W的設計需要，因此在本方案中，DC-DC驅動電路的設計情況就顯的尤為重要。在今天的分享過程中，本文將會為大家詳細分析這一大功率電源系統中的驅動電路設計情況。

DC-DC驅動電路設計

在本方案中，這一大功率電源需要滿足1000W的輸出功率設計需要，同時，還需要符合體積小、耐高溫、可靠性強等特點，這樣才能夠適應工業系統的應用要求。因此，在選取DC-DC器件時，需要首先考慮選取具有過流、過壓、過熱保護功能的耐高溫的電源模塊來完成驅動系統設計。

在本方案中，這一DC-DC驅動電路由六組電源模塊組成，每一組有兩個模塊。在這兩個模塊中，一個是功率為250W的驅動器，一個是功率為250W的倍增器，每一組電源模塊的輸出額定電壓為5V，可以在4-5V之間用電阻調整得出所需要的電壓值。此模塊每組需要輸出4.5V直流電壓，六組串聯共輸出直流電壓27V。因此，這樣的設計可以保障功率達到上千瓦，從而實現30A的電源輸出。其DC-DC驅動電路的設計情況如下圖所示。

大功率電源DC-DC驅動電路設計圖

在本方案中，這一大功率電源DC-DC驅動電路所選擇的DC-DC模塊，主要包括零電流開關變換器、基準電路、遙測電路、保護電路、輸出濾波電路、邏輯控制電路等。在實際測試中，DC-DC模塊的工作頻率高達2MHz。由于此電源DC-DC電路是由多模塊組成，保持模塊之間電流均衡是該模塊的特點。想要實現多模塊之間的電流均衡，可采用兩種方式來完成設置，第一種方法是用同步信號控制驅動器和倍增器進行均流。第二種方法是通過N+1亢余電路，并聯同步陣列可均流，構成大功率電源。這兩種方法可在實際選擇過程中，按照應用環境和設計要求，進行挑選。

電磁兼容設計

在這一1000W的大功率電源設計過程中，電磁兼容性設計同樣是非常重要的一環，需要認真對待。在這一大功率電源的電磁兼容設計中，為了提高設備的電磁兼容性，本方案中分別采取了以下四個措施。

由于這一大功率電源的濾波電路設計具有簡便集成的特點，因此，本方案中選擇在濾波電路中加入抗電磁干擾濾波器、壓敏電阻和瞬態抑制二極管，以上述元件構成的濾波電路能夠在電源運行時對電磁兼容起到主要的保障作用。

本方案采取的第二個措施是在結構設計上將裸露在外面的分立件、線路板進行分別屏蔽，設計成封閉的殼體。以此來增強設備對外部之間的抗干擾能力。

在這一大功率電源的電磁兼容設計過程中，在選件與布線時也需要特別注意射頻輻射、尖峰干擾、諧波等的影響。由于電源線和信號線都安裝在機箱內部，因此，電源線和信號線之間的耦合是不可避免的。為防止上述現象出現，信號線采用屏蔽線等。

除了上面所提及的這幾種電磁兼容保障措施之外，為了有效避免高頻干擾信號會通過輸入線和輸出線直接發生耦合而將濾波器旁路掉的問題，在這電路設計中，本方案特別在輸入線與輸出線之間留有一定距離，以此為電磁兼容性的提升做出設計方面的保障。

大功率電源散熱設計

在本方案所設計的大功率電源系統中，除了做好機箱散熱的整體保障措施之外，就電源系統本身而言，仍然需要具備基礎的散熱能力。在運行時，DC-DC模塊的實際輸入功率可以按照公式計算為：115V×9A=1035W，而模塊的實際輸出功率為27V×30A=810W。因此，按照上述公式所得出的功率總值，可計算轉換熱量為：1035-810=225W。

在得出了轉換熱量的計算值之后，接下來需要對這一大功率電源的電路系統中的元件散熱功率進行計算，并計算出總散熱功率的值。在電路系統中，其它電解、電容、電感、二極管等耗散功率為30W，因此總耗散功率為255W，即有255W的功率耗散轉化為熱能，根據溫差與對流表面熱通量公式進行散熱計算，即：P散熱=12840Q（T1-T2）。在該公式中，參數Q為空氣體積流量，參數T1為模塊殼溫度，因為模塊從50℃起，功率大幅度下降，故T1取50℃。參數T2為電源機箱內溫度，根據環控風溫度，T2取25℃，T1-T2=25℃。由于環控風速為10m/s。環控溫度為25℃。進風口直徑<14mm。根據以上條件，計算通風面積為1.5×10-4m2。Q為空氣體積流量。Q=A×υ=通風面積。下圖是這一電源機箱結構的俯面示意圖。

大功率電源機箱結構俯面示意圖

以上就是本文針對一種1000W大功率電源中的DC-DC驅動電路設計情況，所進行的分析和介紹，希望通過這幾天來的方案分享，對各位工程師的產品設計和研發工作提供一定的幫助。