根据UC3842的特性给出了详细的电路参数及高频变压器的.doc

摘要:介绍了一种以UC3842电流型脉宽调制器进行控制,多路固定电压输出的40W开关稳压电源,根据UC3842的特性给出了详细的电路参数及高频变压器的设计方法,并对其性能进行实验,实验结果表明按此方法设计的开关稳压电源可靠性高. 关键词:电流型脉宽调制器;反激式开关电源;占空比 0 引言 ????电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由丁具有效率高、体积小、重量轻等突出优点．而得到了广泛应用.本文详细介绍一种电流控制型开关电源,以低成本的UC3842 PWM控制芯片为核心构成的多路输出的开关电源设计电路.本设计采用高性能的专用芯片UC3842,应用原边检测技术去除副边反馈环,从而降低了成本. l 单端反激式变换器的特点 ????单端反激式变换器又称电感储能式变换器,工作原理如图l所示,当开关管S1被PWM脉冲激励而导通时,次级整流二极管D1截止,输出电容C给负载供电.直流输入电压施加到高频变压器T的原边绕组上,此时NP相当于一个纯电感,流过NP的电流线性上升,电源能量以磁能形式存储在电感中:当开关管S1截止时,由于电感电流不能突变,原边绕组两端电压极性反向,副边绕组上的电压极性颠倒使D1导通,原边储存的能量传送到副边,提供负载电流,同时给输出电容充电. ????单端反激式变换器通常采用加气隙来增大可工作的磁场强度H,减少剩余磁感应强度;当反激式变换器处于连续工作模式时,气隙可有效防止磁芯饱和,因而可增大电源的输出功率,减少变压器磁芯损耗,进一步提高开关频率. 2 UC3842结构和功能介绍 ????UC3842芯片是一种单端隔离式电流型脉宽调制集成电路,其主要特点是: ????(1)外接元件少,外围电路简单,价格便宜; ????(2)无需输入变压器,启动电流小; ????(3)具有精密的电压基准源(±l%); ????(4)大电流(1 A)PWM输出级,可直接驱动功率MOS管; ????(5)有欠电压封锁和过电流保护功能; ????(6)工作频率可达500kHz. ????UC3842芯片能同时满足较好的电气性能和较低的成本,因而被广泛用于小功率开关电源.其内部框图如图2所示.脚l为补偿端子,外接RC网络可补偿误差放大器的频率响应;脚2是电压反馈端,取样电压加在误差放大器的反相输入端,与2．5V的基准电压进行比较,产生误差电压;脚3为电流检测输入端,外接检测电阻,可构成过流保护电路,当脚3电压等于或高于lV时,电流检测比较器输出高电平,复位PWM锁存器,从而关闭输出脉冲,达到限流保护的目的.因此,被检测的峰值电流为 式中:Rs为功率开关管的电流检测电阻.在本设计方案中Rs选择0.33Ω. ????脚4外接定时电阻和电容,用以确定振荡器的工作频率,其计算公式为 ????脚6为输出端,采用图腾式输出,输出平均电流为200mA,最大电流为lA.脚7是其电源端,芯片工作的开启电压为16V,欠压锁定电压为10V,6V的启动与关闭差值可有效地防止电路在门限值电压附近时产生振荡;脚8是其内部基准电压(5V). 3 电源电路的工作原理 ????图3为工作原理图,交流输入电压经整流平滑后为电路提供直流工作电压,起动电路出电容C4和R1构成,C4经电阻R1充电,当C4电压达到UC3842的启动电压16V时,UC3842的脚6有驱动信号输出,启动过程完成后其正常的工作电压由馈电线圈N6上的高频电压经R10、D2、C4整流滤波后提供,同时也作为电压反馈信号,经R3、R4分压后送到电压比较器的反相输入端(脚2)与UC3842内部的2．5V基准电压作比较来调整驱动脉冲宽度,从而改变输出电压以实现对输出的控制;C8、R11、D3为主功率器件S1的缓冲回路,以吸收S1漏源极的电压尖峰;C2、R2、D1则作为脉冲变压器的缓冲回路,吸收N1的漏感所产生的尖峰,以防止功率器件的损坏;R8、C6构成滤波器以滤去由Rs检测的电流中可能会有的毛刺,防止电流比较器的误动作. 4 高频变压器的参数设计 ????本没计的目标是完成一个交流输入电压范围为220(1±20%)V,输出为24V/500mA、±15V/600mA、5V/2A的多级输出,效率η=75%,最大占空比D=O．5,工作频率f=50kHz的开关稳压直流电源. ????单端反激式工关电源中变压器不仅作为变压器使用,同时又作为储能电感,它的设计方法与其他类型的变压器不同.其设计参数丰要有以下3项: ????(1)求出原边绕组电感量; ????(2)选择规格、尺寸合适的高频变压器磁芯; ????(3)计算原副边绕组匝数. 4．1 计算原边电感量Lp及变压器气隙δ ????考虑到输入电压有±20%的波动,即要