摘 要： 设计并研制了一款用于眼科组合台的通用电源，采用DC-DC转换、电流倍增等关键技术实现低电压大电流的电源输出，该电源可提供交流12 V/直流6 V（500mA）、交流6 V/直流3.3 V（300 mA）与直流3 V（4 A）/直流3.3 V（300 mA）的接口输出，电源的效率不低于55%。可提供丰富的电源接口，能满足市面上主流的不同品牌裂隙灯设备的用电供应，满足眼科组合台不同裂隙灯电源的需要。

　　关键词： 裂隙灯；通用电源；设计与研制；低电压；大电流

　　低电压(3.3 V左右)、大电流(4 A以上)的电源技术广泛应用于新型的裂隙灯设备(LED裂隙灯)专用电源的设计与研制上，项目以低电压、大电流直流电源技术为技术核心，辅以高性能的DC-DC芯片LM5085、APL1117C33稳压芯片及其外围电路设计条件，设计了一种通用电源，并且该电源可以提供多种不同用电要求的裂隙灯电源接口，以此满足市面上主流裂隙灯设备多台同时供电的情况。

1 方案设计

　　1.1 低电压、大电流直流电源技术路线

　　采用DC-DC转换[1]、电流倍增等关键技术实现低电压大电流的电源输出。

　　1.2 多组电源输出技术路线

　　每个电源输出系统包括变压器和电压转换模块两个部分，电压转换模块由整流电路和LM5085直流转换模块电路或者APL1117C33稳压模块电路组成。通过变压器将220 V或110 V的市电电压转换到所需的12 V和6 V的交流电压；整流电路模块用于将交流电压转换成直流电压，LM5085直流转换模块电路将直流12 V的电压转换成直流6 V的输出电压，APL1117C33稳压模块电路将直流6 V的电压转换成直流3.3 V电压。多组电源输出技术路线图如图1所示。

　　1.3 实现思路

　　确立从后往前、由分支到主干的项目实施路线，把选择合适有效的稳压芯片作为模块研究的核心，在确定核心芯片的基础上再扩展模块电路。

　　2 电路设计

　　采用变压器[2]提供电路需要的12 V和6 V交流电压。

　　2.1 12 V~6 V转换模块电路设计

　　此模块先通过整流管将交流电压转换成直流电压，再以高性能的LM5085的DC-DC转换芯片为核心，辅以其外围的滤波、保护电路，实现稳定的12 V到6 V输出电压的转换[3]。12 V-6 V转换模块电路如图2所示。

　　2.2 6 V~3.3 V转换模块电路设计

　　此模块先通过整流桥将交流电压转换成直流电压，采用APL1117C33稳压芯片，再辅以滤波、保护拓展电路实现稳定的6 V到3.3 V输出电压的转换[4]。6 V-3.3 V转换模块电路如图3所示。

3 电路实现

　　3.1 整流滤波电路

　　整流滤波电路如图4、图5所示。通过整流管与滤波电路的组合可以将交流电压转换为直流电压。电源变压器将交流电网220 V的电压变为所需要的交流电压，然后通过整流电路将交流电压变成直流电压，大小是输入交流电压的0.9倍。由于此直流电压还含有较大的纹波，因而通过电容滤波电路加以滤除，从而得到平滑的直流电压[5]。

　　3.2 直流转换电路

　　直流转换电路如图5所示。通过主芯片LM5085与保护、滤波等扩展电路的组合，可以将直流12 V电压转换为稳定的直流6 V电压。整流滤波电路如图6，通过整流、滤波电路之后，因为电压还随电网电压波动(一般有±10%左右的波动)、负载和温度的变化而变化，因而接稳压电路，维持输出电压稳定[5]。

　　3.3 稳压转换电路

　　稳压转换电路如图7所示。采用了APL1117C33稳压芯片，辅以外围的滤波、保护电路，能将直流6 V电压转换为稳定的直流3.3 V输出电压[6]。

4 性能测试与分析

　　测试数据如表1所示。

　　（1）12 V-6 V转换电路

　　如图2所示J1是电路输入端，在此处测了输入电压和输入电流；J2是电路输出端，在此处测了输出电压和输出电流；与设计要求的交流12 V/直流6 V（500 mA）基本相符，之后通过效率公式：η=POUT/ PIN=（VOUT×IOUT）/（VIN×IIN）%，算出平均电源效率为57.70%。

　　（2）6 V-3.3 V转换电路

　　如图3所示，J4是电路输入端，在此处测了输入电压和输入电流；J5是电路输出端，在此处测了输出电压和输出电流；与设计要求的交流6 V/直流3.3 V（300 mA）基本相符，之后通过效率公式：η=POUT/ PIN=（VOUT×IOUT）/（VIN×IIN）%，算出平均电源效率为55.62%。

　　由于设计要求电源的效率不低于55%，根据以上数据分析，电源效率符合系统设计要求。

　　项目设计研制了一种眼科组合台通用电源。在能够实现低电压、大电流的稳压直流电源输出的同时，可以实现输出不同技术指标的多组电源信号。采用高性能的APL1117C33芯片，起到了很好的稳压作用，以LM5085为核心的直流转换电路能够很好地实现降压稳压作用。经过对输入输出接口的完善、系统性能的优化以及对系统电路工作效率的提高，可满足市面上主流裂隙灯设备多台同时供电的需要，有着很强的借鉴和参考价值。

参考文献

　　[1] 李国峰,王宁会.电源技术[M].大连：大连理工大学出版社，2010.

　　[2] 张建生,王伟,张燕红.电源技术教程[M].北京：电子工业出版社，2007.

　　[3] LM5085 Data Sheet[OL].http://www.ti.com.cn/product/cn/LM5085.

　　[4] 王川,肖志鹰.电源技术[M].重庆：重庆大学出版社，2012.8

　　[5] 康华光,陈大钦,张林，等.电子技术基础 模拟部分（第五版）[M].北京：高等教育出版社，2006.

　　[6] APL1117 Data Sheet[OL].http://www.ic5.cn/p_APL1117_5dZQ.html.