基于UC3842芯片的單端反激式開關(guān)電源設(shè)計

1、    基于uc3842芯片的單端反激式開關(guān)電源設(shè)計    趙志敏摘 要：基于uc3842芯片，采用模塊化設(shè)計方案，制作了一款單端反激式開關(guān)電源。該開關(guān)電源對電源技術(shù)的發(fā)展有著重要的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：uc3842芯片；電源設(shè)計；單端反激式開關(guān)；電路控制：tn86 ：a ：2095-6835（2014）06-0036-021 問題的提出在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電能變換和功率傳遞都離不開直流電源，且對電源的要求越來越高。近年來，隨著電源技術(shù)的飛速發(fā)展，高效率的開關(guān)電源已被廣泛應(yīng)用在生活中，小型化、高頻化、繼承化的特點已成為開關(guān)穩(wěn)壓電源發(fā)展的方向。單端反激式變換器電

2、路簡單，可以高效提供直流輸出，被應(yīng)用在許多方面，并取得很好的效果。2 單端反激式開關(guān)電源概述uc3842芯片是目前我國應(yīng)用比較廣泛的一種高性能固定頻率電流型控制脈寬調(diào)制芯片，它是由美國unitrode公司開發(fā)的新型控制器，具有良好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，且穩(wěn)定性和動態(tài)性也有了明顯提高。單端反激式開關(guān)電源的工作原理是利用uc3842集成芯片單電源供電、帶電流正向補償和單路調(diào)制輸出的特點。變壓器變壓比的大小是由輸出電壓的大小決定的。對于那些處在驅(qū)動隔離輸出的單端開關(guān)高頻中的小容量開關(guān)電源，通常用uc3842構(gòu)成的傳統(tǒng)離線式反激變換器電路，將誤差比較器的反向輸入端通過反饋繞組。將經(jīng)過電阻分壓后得到

3、的信號與內(nèi)部2.5 v的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，誤差比較器的輸出端與反向輸入端接成pi補償網(wǎng)絡(luò)，誤差比較器的輸出端與電流采樣電壓進(jìn)行比較，從而達(dá)到控制pwm序列的占空比，實現(xiàn)電路穩(wěn)定的目的。3 單端反激式開關(guān)電源設(shè)計3.1 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計3.1.1 電路形式電路采用單端反激式形式。3.1.2 交流電源電壓交流電源的電壓為220 v，誤差為10%.3.1.3 開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流開關(guān)電源的輸出電壓和電流有以下三種形式：+30 v，1 a；12 v，0.5 a；+5 v，1 a。3.1.4 開關(guān)管的開關(guān)頻率開關(guān)管的開關(guān)頻率f=100 khz。3.2 控制電路的設(shè)計在開關(guān)電源中，主電路的主要功能是

4、負(fù)責(zé)電能的使用；控制電路主要負(fù)責(zé)的是對電信號的處理工作，給開關(guān)管提供驅(qū)動脈沖，在開關(guān)電源中起著至關(guān)重要的作用。由于峰值電流控制模式具有暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)快、簡單自動的磁通平衡功能、瞬時峰值電流限流供能、自動均流并聯(lián)功能等優(yōu)點，所以下文的控制電路采用峰值電流控制模式。3.3 單端反激式高頻變壓器的設(shè)計3.3.1 單端反激式變壓器的設(shè)計單端反激式變壓器又可以叫作電感儲能式變壓器。在本次設(shè)計中，主要從以下幾個方面進(jìn)行考慮：變壓器中磁芯的選擇要求；原邊繞組匝數(shù)的選擇；原邊電流的最大值計算；各副邊繞組匝數(shù)的計算；變壓器中的磁路間隙的計算；原邊繞組的電感計算；各繞組線徑的計算；對窗口進(jìn)行驗算。3.3.2 反饋電

5、路和保護(hù)電路的設(shè)計3.3.2.1 過壓、欠壓保護(hù)電路及反饋本次設(shè)計中輸出電壓反饋和保護(hù)如圖1所示。3.3.2.2 過流保護(hù)電路及反饋電阻r10和r9以及電容c9共同組成了過流保護(hù)電路。r9上的電壓所反映的是電流的瞬時值，如果開關(guān)電源發(fā)生過電流，那么開關(guān)管s1漏極的電流會立刻增大，然后接入到uc3842的保護(hù)輸入端腳；當(dāng)?shù)扔? v時，uc3842芯片的輸出脈沖就會馬上關(guān)斷。如果想改變開關(guān)管的限流值，可以通過調(diào)節(jié)電阻r10和r9的分壓比來實現(xiàn)，圖2為過流保護(hù)電路及輸出反饋圖。主電路的設(shè)計原理如圖3所示，它的控制芯片采用的是uc3842，輸出的電壓等級分為+30 v、+12 v和+5 v三種。這個電

6、路的變換器采用的是一個降壓型開關(guān)電路，其中電容c2和電阻r3可以提供變壓器原邊需要的泄放通路，輸出經(jīng)過整流和濾波，然后送到負(fù)載。芯片所需要的電源vcc是由r2從整流后電壓提供的，而vcc同時也可以作為輔助反饋繞組n3的反饋電壓。4 結(jié)束語上文主要從單端反激式開關(guān)電源的系統(tǒng)參數(shù)、控制電路和高頻變壓器等方面進(jìn)行設(shè)計分析，設(shè)計出了主電路設(shè)計原理圖，為今后此方面的實踐應(yīng)用提供參考。參考文獻(xiàn)1王家慶.智能型高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的原理使用與維護(hù)m.北京：人民郵電出版社，2000.編輯：李玨 摘 要：基于uc3842芯片，采用模塊化設(shè)計方案，制作了一款單端反激式開關(guān)電源。該開關(guān)電源對電源技術(shù)的發(fā)展有著重要的應(yīng)用

7、價值。關(guān)鍵詞：uc3842芯片；電源設(shè)計；單端反激式開關(guān)；電路控制：tn86 ：a ：2095-6835（2014）06-0036-021 問題的提出在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電能變換和功率傳遞都離不開直流電源，且對電源的要求越來越高。近年來，隨著電源技術(shù)的飛速發(fā)展，高效率的開關(guān)電源已被廣泛應(yīng)用在生活中，小型化、高頻化、繼承化的特點已成為開關(guān)穩(wěn)壓電源發(fā)展的方向。單端反激式變換器電路簡單，可以高效提供直流輸出，被應(yīng)用在許多方面，并取得很好的效果。2 單端反激式開關(guān)電源概述uc3842芯片是目前我國應(yīng)用比較廣泛的一種高性能固定頻率電流型控制脈寬調(diào)制芯片，它是由美國unitrode公司開發(fā)的新型控制器，具有

8、良好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，且穩(wěn)定性和動態(tài)性也有了明顯提高。單端反激式開關(guān)電源的工作原理是利用uc3842集成芯片單電源供電、帶電流正向補償和單路調(diào)制輸出的特點。變壓器變壓比的大小是由輸出電壓的大小決定的。對于那些處在驅(qū)動隔離輸出的單端開關(guān)高頻中的小容量開關(guān)電源，通常用uc3842構(gòu)成的傳統(tǒng)離線式反激變換器電路，將誤差比較器的反向輸入端通過反饋繞組。將經(jīng)過電阻分壓后得到的信號與內(nèi)部2.5 v的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，誤差比較器的輸出端與反向輸入端接成pi補償網(wǎng)絡(luò)，誤差比較器的輸出端與電流采樣電壓進(jìn)行比較，從而達(dá)到控制pwm序列的占空比，實現(xiàn)電路穩(wěn)定的目的。3 單端反激式開關(guān)電源設(shè)計3.1 系統(tǒng)參數(shù)

9、的設(shè)計3.1.1 電路形式電路采用單端反激式形式。3.1.2 交流電源電壓交流電源的電壓為220 v，誤差為10%.3.1.3 開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流開關(guān)電源的輸出電壓和電流有以下三種形式：+30 v，1 a；12 v，0.5 a；+5 v，1 a。3.1.4 開關(guān)管的開關(guān)頻率開關(guān)管的開關(guān)頻率f=100 khz。3.2 控制電路的設(shè)計在開關(guān)電源中，主電路的主要功能是負(fù)責(zé)電能的使用；控制電路主要負(fù)責(zé)的是對電信號的處理工作，給開關(guān)管提供驅(qū)動脈沖，在開關(guān)電源中起著至關(guān)重要的作用。由于峰值電流控制模式具有暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)快、簡單自動的磁通平衡功能、瞬時峰值電流限流供能、自動均流并聯(lián)功能等優(yōu)點，所以下

10、文的控制電路采用峰值電流控制模式。3.3 單端反激式高頻變壓器的設(shè)計3.3.1 單端反激式變壓器的設(shè)計單端反激式變壓器又可以叫作電感儲能式變壓器。在本次設(shè)計中，主要從以下幾個方面進(jìn)行考慮：變壓器中磁芯的選擇要求；原邊繞組匝數(shù)的選擇；原邊電流的最大值計算；各副邊繞組匝數(shù)的計算；變壓器中的磁路間隙的計算；原邊繞組的電感計算；各繞組線徑的計算；對窗口進(jìn)行驗算。3.3.2 反饋電路和保護(hù)電路的設(shè)計3.3.2.1 過壓、欠壓保護(hù)電路及反饋本次設(shè)計中輸出電壓反饋和保護(hù)如圖1所示。3.3.2.2 過流保護(hù)電路及反饋電阻r10和r9以及電容c9共同組成了過流保護(hù)電路。r9上的電壓所反映的是電流的瞬時值，如果開

11、關(guān)電源發(fā)生過電流，那么開關(guān)管s1漏極的電流會立刻增大，然后接入到uc3842的保護(hù)輸入端腳；當(dāng)?shù)扔? v時，uc3842芯片的輸出脈沖就會馬上關(guān)斷。如果想改變開關(guān)管的限流值，可以通過調(diào)節(jié)電阻r10和r9的分壓比來實現(xiàn)，圖2為過流保護(hù)電路及輸出反饋圖。主電路的設(shè)計原理如圖3所示，它的控制芯片采用的是uc3842，輸出的電壓等級分為+30 v、+12 v和+5 v三種。這個電路的變換器采用的是一個降壓型開關(guān)電路，其中電容c2和電阻r3可以提供變壓器原邊需要的泄放通路，輸出經(jīng)過整流和濾波，然后送到負(fù)載。芯片所需要的電源vcc是由r2從整流后電壓提供的，而vcc同時也可以作為輔助反饋繞組n3的反饋電壓

12、。4 結(jié)束語上文主要從單端反激式開關(guān)電源的系統(tǒng)參數(shù)、控制電路和高頻變壓器等方面進(jìn)行設(shè)計分析，設(shè)計出了主電路設(shè)計原理圖，為今后此方面的實踐應(yīng)用提供參考。參考文獻(xiàn)1王家慶.智能型高頻開關(guān)電源系統(tǒng)的原理使用與維護(hù)m.北京：人民郵電出版社，2000.編輯：李玨 摘 要：基于uc3842芯片，采用模塊化設(shè)計方案，制作了一款單端反激式開關(guān)電源。該開關(guān)電源對電源技術(shù)的發(fā)展有著重要的應(yīng)用價值。關(guān)鍵詞：uc3842芯片；電源設(shè)計；單端反激式開關(guān)；電路控制：tn86 ：a ：2095-6835（2014）06-0036-021 問題的提出在現(xiàn)代電子設(shè)備中，電能變換和功率傳遞都離不開直流電源，且對電源的要求越來越高

13、。近年來，隨著電源技術(shù)的飛速發(fā)展，高效率的開關(guān)電源已被廣泛應(yīng)用在生活中，小型化、高頻化、繼承化的特點已成為開關(guān)穩(wěn)壓電源發(fā)展的方向。單端反激式變換器電路簡單，可以高效提供直流輸出，被應(yīng)用在許多方面，并取得很好的效果。2 單端反激式開關(guān)電源概述uc3842芯片是目前我國應(yīng)用比較廣泛的一種高性能固定頻率電流型控制脈寬調(diào)制芯片，它是由美國unitrode公司開發(fā)的新型控制器，具有良好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率，且穩(wěn)定性和動態(tài)性也有了明顯提高。單端反激式開關(guān)電源的工作原理是利用uc3842集成芯片單電源供電、帶電流正向補償和單路調(diào)制輸出的特點。變壓器變壓比的大小是由輸出電壓的大小決定的。對于那些處在驅(qū)動隔

14、離輸出的單端開關(guān)高頻中的小容量開關(guān)電源，通常用uc3842構(gòu)成的傳統(tǒng)離線式反激變換器電路，將誤差比較器的反向輸入端通過反饋繞組。將經(jīng)過電阻分壓后得到的信號與內(nèi)部2.5 v的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，誤差比較器的輸出端與反向輸入端接成pi補償網(wǎng)絡(luò)，誤差比較器的輸出端與電流采樣電壓進(jìn)行比較，從而達(dá)到控制pwm序列的占空比，實現(xiàn)電路穩(wěn)定的目的。3 單端反激式開關(guān)電源設(shè)計3.1 系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)計3.1.1 電路形式電路采用單端反激式形式。3.1.2 交流電源電壓交流電源的電壓為220 v，誤差為10%.3.1.3 開關(guān)電源的輸出電壓和輸出電流開關(guān)電源的輸出電壓和電流有以下三種形式：+30 v，1 a；12 v，

15、0.5 a；+5 v，1 a。3.1.4 開關(guān)管的開關(guān)頻率開關(guān)管的開關(guān)頻率f=100 khz。3.2 控制電路的設(shè)計在開關(guān)電源中，主電路的主要功能是負(fù)責(zé)電能的使用；控制電路主要負(fù)責(zé)的是對電信號的處理工作，給開關(guān)管提供驅(qū)動脈沖，在開關(guān)電源中起著至關(guān)重要的作用。由于峰值電流控制模式具有暫態(tài)閉環(huán)響應(yīng)快、簡單自動的磁通平衡功能、瞬時峰值電流限流供能、自動均流并聯(lián)功能等優(yōu)點，所以下文的控制電路采用峰值電流控制模式。3.3 單端反激式高頻變壓器的設(shè)計3.3.1 單端反激式變壓器的設(shè)計單端反激式變壓器又可以叫作電感儲能式變壓器。在本次設(shè)計中，主要從以下幾個方面進(jìn)行考慮：變壓器中磁芯的選擇要求；原邊繞組匝數(shù)的

16、選擇；原邊電流的最大值計算；各副邊繞組匝數(shù)的計算；變壓器中的磁路間隙的計算；原邊繞組的電感計算；各繞組線徑的計算；對窗口進(jìn)行驗算。3.3.2 反饋電路和保護(hù)電路的設(shè)計3.3.2.1 過壓、欠壓保護(hù)電路及反饋本次設(shè)計中輸出電壓反饋和保護(hù)如圖1所示。3.3.2.2 過流保護(hù)電路及反饋電阻r10和r9以及電容c9共同組成了過流保護(hù)電路。r9上的電壓所反映的是電流的瞬時值，如果開關(guān)電源發(fā)生過電流，那么開關(guān)管s1漏極的電流會立刻增大，然后接入到uc3842的保護(hù)輸入端腳；當(dāng)?shù)扔? v時，uc3842芯片的輸出脈沖就會馬上關(guān)斷。如果想改變開關(guān)管的限流值，可以通過調(diào)節(jié)電阻r10和r9的分壓比來實現(xiàn)，圖2為過流保護(hù)電路及輸出反饋圖。主電路的設(shè)計原理如圖3所示，它的控制芯片采用的是uc3842，輸出的電壓等級分為+30 v、+12 v和+5 v三種。這個電路的變換器采用的是一個降壓型開關(guān)電路，其中電容c2和電阻r3可以提供變壓器原邊需要的泄放通路，輸出經(jīng)過整流和濾波，然后送到負(fù)載。芯片所需要的電源vcc是由r2從整流后電壓提供的，而vcc同時也可以作為輔