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随着电力电子技术的快速发展,越来越多的电气设备应用到计算机、通信、航天等工业领域中。为了给这些电气设备提供可靠稳定的供电系统,有时会要求同一电源设备可以提供多路不同等级的输出电压,同时要求输出电压很低、负载电流却很大。在这种情况下,传统单级变换器常出现输入输出压差过大,导致变压器线圈耦合漏感大、变换器效率过低等问题,且不利于电路优化设计。显然其已经无法满足高压输入低压大电流多输出电路的设计要求。本文在分析了多路输出电源几种典型设计电路的基础上,给出了一种由隔离式和非隔离式两种拓扑组成的两级式电路结构,隔离式变换拓扑选择半桥逆变电路,非隔离式电路拓扑选择Buck降压电路,并对该变换器工作原理进行了理论分析。该两级式电路结构将DC/DC变换过程分成两个阶段,首先,前级隔离式变换器通过固定占空比将高输入电压降至一定范围,使其成为后级电路的母线输入电压;其次,非隔离式直流斩波电路通过二次降压和闭环调节使输出达到理想波形,完成高压输入低压输出的变换过程。同时,为了应对大电流输出时效率低的问题,在倍流整流电路和Buck电路中引入同步整流技术,用MOSFET替换常用的整流二极管,降低线路损耗。分别使用SG3525和TL494两款脉冲发生控制器做前后两级电路的控制芯片,并对电路拓扑进行了仿真验证。最后,为了验证所设计结构的可靠性,本文试制了一台输入150V~180V,开关频率为100kHz,三路输出分别为24V/2.4A、9V/4.5A、5V/2.5A的电源模块。实验表明,所设计变换器输出电压、电流纹波小,且稳定性和动态性能良好,与理论分析结果一致。