UC3843應(yīng)用電路

1、UC3843應(yīng)用電路 15W三路輸出DC/DC模塊電源設(shè)計(jì)（1） 2009-12-18 10:41:06 作者： 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：1168 文字大小：【大】【中】【小】 簡(jiǎn)介：UC3843應(yīng)用電路15W三路輸出 DC/DC模塊電源設(shè)計(jì)本文介紹了一種 UC3843控制的小功 率多路 DC/DC模塊電源的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，重點(diǎn)討論了多路輸出模塊電源設(shè)計(jì)與 . 關(guān)鍵字：UC3843 E固UC3843 應(yīng)用電路 15W 三路輸出DC/DC模塊電源設(shè)計(jì) 本文介紹了一種 UC3843控制的小功率多路 DC/DC模塊電源的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，重點(diǎn)討論 了多路輸出模塊電源設(shè)計(jì)與單路輸出的不同， 詳細(xì)介紹了 DC

2、/DC模塊電源中常用的新型芯 片UC3843的外圍電路參數(shù)的設(shè)計(jì)，給出了多路輸出模塊電源中變壓器和耦合電感的設(shè)計(jì) 過(guò)程及滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)注意的各種問(wèn)題。 關(guān)鍵詞：DC/DC 變換器；多路輸出； UC3843; 耦合電感 引言 DC/DC模塊已被廣泛應(yīng)用于鐵路通信、微波通訊、工業(yè)控制、船舶電子、航空電子、 地面雷達(dá)、消防設(shè)備和醫(yī)療器械教學(xué)設(shè)備等諸多領(lǐng)域， 其中有許多應(yīng)用場(chǎng)合需要多路輸出， 如在單片機(jī)智能控制器中， 單片機(jī)供電需要5V ,而運(yùn)放通常需要12V。在設(shè)計(jì)多路輸出時(shí)， 有許多地方和單路輸出不同， 既要考慮變壓器管腳限制、 多副邊變壓器設(shè)計(jì)、 各路的穩(wěn)壓電 路實(shí)現(xiàn)，又要考慮每路輕載及滿載

3、的負(fù)載調(diào)整率， 以及負(fù)載的交叉調(diào)節(jié)特性等。本文將通過(guò) 一個(gè)給單片機(jī)智能控制器供電的 15W三路模塊電源的設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明多路輸出模塊電 圖1多路輸出開(kāi)關(guān)電源原理圖 模塊電源的工作原理 本文針對(duì)單片機(jī)主板供電電源所設(shè)計(jì)的多路輸出開(kāi)關(guān)電源如圖 1所示，其中電感L201、 L202、L203是耦合電感，L204是偏置繞組，由于變壓器管腳限制，取自耦合電感。 電源工作原理如下： 電路采用單端正激變換電路， 當(dāng)變換器接通電源時(shí)， 輸入直流電壓 經(jīng)由電阻、12V穩(wěn)壓管D601和三極管 Q601、Q602組成的電路穩(wěn)壓降壓后，啟動(dòng)UC3 843進(jìn)入正常工作，偏置繞組L204的供電電路開(kāi)始工作， 輸出經(jīng)A4

4、和C601整流及濾波 后輸出12V電壓，高于自供電電壓，使二極管 A4反偏，啟動(dòng)電路停止工作。變換器進(jìn)入 正常工作后，電源依據(jù)PWM脈寬調(diào)制方式工作，次級(jí)繞組的輸出經(jīng)過(guò)二極管整流以及電容 器和電感器組成的 LC型濾波器濾波后，產(chǎn)生所需的各路輸出直流電壓。 +5V的輸出電壓 由電阻器R402和R406分壓后，與可編程穩(wěn)壓源 TL431(U3)中的2.5V參考電壓比較， 然后通過(guò)光耦合器 U2反饋到UC3843的2腳，控制脈沖的占空比，穩(wěn)定 5V輸出。耦合 電感L202和L203實(shí)現(xiàn)+/-12V 兩路穩(wěn)壓。過(guò)流保護(hù)電阻 R101、R102檢測(cè)到開(kāi)關(guān)管的 過(guò)流信號(hào)，送入 3843的3腳，封鎖UC38

5、43的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。 占 WWW A icJoi g ucawiB 源的設(shè) LR14D 取暨江 2SC3648 sscm I 倔 g：T F.27DA FFY15XRM2 2KD 口 m 6S2CrXC I02CMHA KdjOM RIO1A 叫A PIOA TL41L cast PS27O1 ,R3Q7 F1L03A L ciM C20； I06CF3C R-4D2 K24?tA I05CMXB 設(shè)計(jì)方案選擇 DC/DC模塊電源以中小功率為主，功率大都在150W 之下，采用的電路拓?fù)湟苑醇ず驼?激電路為主，有時(shí)也采用推挽電路，電源要求體積小，設(shè)計(jì)時(shí)全部采用貼片元件。本模塊的主 控芯

6、片采用 UC3843 。 對(duì)于多路輸出，如果每路輸出電壓精度要求高， 則每路都應(yīng)設(shè)計(jì)自己獨(dú)立的閉環(huán)穩(wěn)壓回 路。如果只有一路是重要的負(fù)載，其他路負(fù)載較輕，并對(duì)于輸出電壓精度要求不是很?chē)?yán)格， 則只需給重要負(fù)載所在回路加反饋控制回路。 本模塊的三路輸出中， 由于5V輸出是比較重 要的負(fù)載，輸出電流最大(2A),12V 是運(yùn)算放大器供電電源，允許電壓在12V范圍變化， 電流較小(0.25A)，所以只在5V主路所在回路加穩(wěn)壓電路， +/-12V 附路的穩(wěn)壓性能靠耦 合電感實(shí)現(xiàn)。 單路輸出時(shí)，濾波電感采用獨(dú)立電感， 但對(duì)多路輸出，輸出濾波電感不能采用獨(dú)立電感， 而采用耦合電感，將三路的輸出濾波電感共同繞在

7、一個(gè)磁芯上。 這是由于只有5V主路受控， 使得5V輸出電壓輸出特性較好， 而+/-12V 兩路較差，如果用獨(dú)立電感，會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題： 首先是交叉調(diào)節(jié)問(wèn)題， 即主路或附路的負(fù)載變動(dòng)應(yīng)起附路的附路的輸出電壓波動(dòng)的問(wèn)題； 其 次各路輸出有自己的濾波器， 諧振點(diǎn)不同，變換器只一路受控， 由于諧振頻率點(diǎn)的高阻抗特 性，引起閉環(huán)環(huán)路增益下降和相移，對(duì)電流型控制回路影響特別嚴(yán)重。采用耦合電感 ，可降 低制造成本，減小電源體積，滿足體積要求。 UC3843 外圍電路設(shè)計(jì) 開(kāi)關(guān)頻率選擇 本電源設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率為 250kHz , UC3843工作頻率可達(dá)500kHz , 4腳是RT/CT鋸 齒波振蕩器的定時(shí)電阻和電

8、容的公共端，對(duì)于 UC3843 , kHz。 啟動(dòng)電路設(shè)計(jì) 直流電壓經(jīng)電阻、12V穩(wěn)壓管D601和三極管 Q601、Q602組成的電路降壓穩(wěn)壓后， 為UC3843 提供啟動(dòng)電壓。啟動(dòng)電壓高于 8.4V時(shí)UC3843才能工作，如果啟動(dòng)電壓低， 則可通過(guò)調(diào)整 R601和R602的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn)9.6V的啟動(dòng)電壓。 過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì) R101、R102為過(guò)流檢測(cè)電阻，阻值較小，以降低電阻上的損耗。檢測(cè)電壓送入 UC3 843的3腳，高于1V時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路工作，使 6腳停止輸出矩形波，電路停止工作。 此外還可利用 UC3843的1腳電壓低于兩個(gè)二極管壓降時(shí) UC3843即關(guān)閉的特性給電源 加上遙控端。

9、反饋誤差放大器設(shè)計(jì) R302和R303構(gòu)成積分型調(diào)節(jié)器，兩者的比例關(guān)系影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 改變它們的 比值可以改變 UC3843 電壓誤差放大器的放大倍數(shù)，對(duì)于一定的反饋電壓量，可使 調(diào)節(jié)器的輸出脈寬不同， 從而影響輸出電壓調(diào)節(jié)幅度， 即影響指標(biāo)中輸出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)幅 度。積分器的電容 C305的大小影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，即影響指標(biāo)中輸出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。 高頻變壓器的設(shè)計(jì) 高頻變壓器磁性材料選擇的標(biāo)準(zhǔn)為高飽和磁感應(yīng) ，低剩磁。多路輸出變壓器一般要求有 較大的窗口面積，DC/DC模塊電源可選用 FEY型、FEE型、EUI型等，對(duì)于正激電路， 理論上變壓器初級(jí)需有復(fù)位繞組 Nr,這里考慮到變壓器腳位的問(wèn)題，選取高飽和磁感應(yīng)強(qiáng) 度的磁材，而去掉復(fù)位繞組 ，這樣使每次磁性都在磁化曲線的下部工作 ，避免磁芯飽和。 考慮高溫時(shí)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs會(huì)下降，同時(shí)為降低高頻工作時(shí)的磁芯損耗，工作最大 磁感應(yīng)在一般選擇為 20002500Gs 。這里選取高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁材 RM2.2KD ,飽 和磁感應(yīng)強(qiáng)度為 440mT 。 根據(jù)廠家給出的磁芯材料手冊(cè)給出的輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系。 這里選用了 FEY15. 3磁芯，其有效截面積為 182mm2 。 經(jīng)計(jì)算，繞組匝數(shù)如下：原邊 N1為