反激电路设计DCDC-6.5V3A .pdfVIP

开关电源原理解析

一、系统原理与理论分析计算

文以为核心控制部件，设计一款输入，

本UC3842DC36V~60VDC6.5V/4A

输出的单端反激式开关稳压电源。开关电源控制电路是一个电压、电流双闭

环控

制系统。变换器的幅频特性由双极点变成单极点，因此，增益带宽乘积得到了提

高，稳定幅度大，具有良好的频率响应特性。其电路原理图如图1所示。

图1电路原理图

1、简要介绍其工作原理：

本电路有三部分组成：主电路，控制电路和保护电路。其中主电路采用的是

单端反激式电路，它是升降压变换器的推演并加隔离变压器而得。此电路的优点

是：电路简单，能高效提供直流输出，且它是所有电路拓扑中输入电压范围最宽

的。这对于输入环境恶劣发热负载时比较好的。它的缺点是：输出纹波较大，但

这可以通过在输出端增加一级LC滤波器来减小纹波。这种电路通常适合应用在

输出功率在250W以下，电压和负载的调整率在5%~8%左右的电路中。反激式

电路也有电流连续和电流断续两种工作模式，但值得注意的是反激式电路工作于

电流连续模式下会显著降低磁芯的利用率，所以本文设计电路工作在电流断续模

式下。

控制电路是开关电源的核心部分，控制的好坏直接影响电路的整体性能，

在这个电路中采用的是以UC3842为核心的峰值电流型双闭环控制模式。即在输

出电压闭环的控制系统中增加直接或间接的电流反馈控制。电流模式控制可以使

系统的稳定性增强，稳定域扩大，改善系统的动态性能，消除了输出电压中由输

入电压引入的低频纹波。

保护电路是开关电源中必不可少的补充，在这个电路中引入了输入过流保

护、输出过流保护、输出过压保护、过热保护等。其中输入过流保护是通过在原

边引入取样电阻R14，接到UC3842的3脚，当R14上的电压超过1V，会关断PWM的输

出从而起到保护作用，输出过压保护是通过输出电压分压后送到误差放大器的反

相端，和电压基准比较从而来控制R9的电压，来控制UC3842的输出占空比，达到

输出电压稳压的作用。C6用来滤除芯片反馈网络调节误差比较器的输出端（1脚）

的高频迭加信号。R5为开关管的驱动电阻，一般在10～100Ω取值，本电路取22

Ω。R5越大，开关管导通越慢,开关管上的损耗也越大。R4取10kΩ左右，主要

是防止MOS管栅极悬空。C10、R10起对三端稳压管TL431内部放大器进行相位补

偿的作用。C7、R13是UC3842误差放大器的补偿网络。

当系统输入电压时，电路先由启动电阻R2（43kΩ）提供启动电流后，由自

馈线圈、二极管FR107、C2构成辅助电源,,使UC3842的7脚电压达到16V时，使

UC3842启动并有输出,使MOS开关管导通,能量存贮在变压器T1中.此时,由

于二次侧各路整流二极管反向偏置,故能量不能传到T1的二次侧,T1的一次侧

电流通过电阻R14检测并与UC3842内部提供的1V基准电压进行比较,当达到

这一电平时,开关管关断,所有变压器的绕组极性反向,输出整流二极管正向偏

置,存贮在T1中的能量传输到输出电容器中。启动结束后,反馈线圈的电压整

流后经取样电阻分压回送到误差放大器的反向端(脚2)和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。这

样,能量周而复始地存贮释放,给输出端提供电压。

2、电路主要参数的设计

1）、反激变压器设计

变压器的设计计算是整个电源设计的关键，它的设计好坏直接影响电源性能。

已知要求

输入电压：Vmin=36VDCVmax=60VDC

输出电压：Vo=6.5V

输出电流：Io=4A

（1）工作频率和最大占空比确定

选定开关频率f=100kHz，则周期T10us。因为宽输人范围，采用电流断续