UC3842設(shè)計(jì)的小功率開(kāi)關(guān)電源

1、蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）摘要隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展以及創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源這一項(xiàng)技術(shù)也在不斷地發(fā)展與創(chuàng)新，由于這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端的移動(dòng)，為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱(chēng)為成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)。設(shè)計(jì)論文主要是利用一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器UC3842。假如由于某種原因使輸出電壓升高時(shí)，脈寬調(diào)

2、制器就會(huì)改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，亦即占空比D，使斬波后的平均值電壓下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的，反之亦然。UC3842可以直接驅(qū)動(dòng)MOS管、IGBT等，適合于制作2080W小功率開(kāi)關(guān)電源。關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源；UC3842；脈寬調(diào)制；占空比- I -AbstractAlong with the Power electronic technology development and innovation,it make that technology Switching power supply is always in the way of developing and innovating, whit

3、 the cost of inversion points increasingly to the low output power end mobile,make the Switch power supply provide a broad space for development.Switching power supply use the Modern electronic technology to control the turn-on and turn-off time ratio,maintain the stability of the output voltage of

4、Power supply.Switching power supply used by Pulse width modulation(PWM)Control IC and MOSFET. Switching power supply and Linear power comparison,they are cost's as the Output Power increases,But their growth is different.Linear power supply costs in Certain output power point,is higher than Swit

5、ching power supply.This point is called Cost inversion point.Design thesis is mainly using a kind of high performance current control Pulse width modulation UC3842.If some reasons make the output voltage rise,Pulse width modulator can change the drive signal pulse width,the Duty ratio D,the chopper

6、after the average voltage drop,to achieve the goal of stabilizing voltage,The reverse is also true.UC3842 Can directly drive MOSFET,IGBT and so on.Suitable for the production of 2080W Small power switch power supply.Key Words：Switching power supply，UC3842，Pulse width modulation，Duty ratio- III -目 錄摘

7、要IAbstractII1 緒論11.1 課題背景與意義11.2 課題研究現(xiàn)狀11.3 本課題的研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)12 開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理與電路結(jié)構(gòu)22.1 開(kāi)關(guān)電源的概述22.1.1 開(kāi)關(guān)電源的工作原理22.1.2 開(kāi)關(guān)電源的組成32.1.3 開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)42.2 開(kāi)關(guān)器件52.1.1 開(kāi)關(guān)器件的特征52.1.2 器件TL43152.1.3 電力二極管62.1.4 光耦PC81773 主要開(kāi)關(guān)變換電路83.1 濾波電路83.2 反饋電路83.2.1 電流反饋電路83.2.2 電壓反饋電路93.3 過(guò)電壓保護(hù)電路104 UC3842114.1 UC3842的簡(jiǎn)介114.1.1 UC3842的

8、引腳及其功能114.1.2 UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)124.1.3 UC3842的使用特點(diǎn)135 基于UC3842設(shè)計(jì)的小功率開(kāi)關(guān)電源145.1開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)指標(biāo)145.1.1 元件的選擇145.1.2 電路結(jié)構(gòu)的選擇155.2 啟動(dòng)電路165.3 PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路175.4直流輸出與反饋電路185.5 開(kāi)關(guān)電源總電路圖19結(jié) 論21致謝22參考文獻(xiàn)23蘭州交通大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）1 緒論1.1 課題背景與意義電源向電子設(shè)備提供功率的裝置，把其他形式的能轉(zhuǎn)換成電能的裝置叫做電源。發(fā)電機(jī)能把機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能。電池本身并不帶電，它的兩極分別有正負(fù)電荷，由正負(fù)電荷產(chǎn)生電

9、壓(電流是電荷在電壓的作用下定向移動(dòng)而形成的),電荷導(dǎo)體里本來(lái)就有，要產(chǎn)生電流只需要加上電壓即可，當(dāng)電池兩極接上導(dǎo)體時(shí)為了產(chǎn)生電流而把正負(fù)電荷釋放出去，當(dāng)電荷散盡時(shí),也就荷盡流(壓)消了。因此人們把干電池等叫做電源。通過(guò)變壓器和整流器，把交流電整流成直流電的裝置叫做整流電源。能提供信號(hào)的電子設(shè)備叫做信號(hào)源1。電力電子技術(shù)的發(fā)展,特別是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速發(fā)展，將開(kāi)關(guān)電源的工作頻率提高到相當(dāng)高的水平，使其具有高穩(wěn)定性和高性?xún)r(jià)比等特性。開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)，信息技術(shù)的發(fā)展對(duì)電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。 1.2 課題研究現(xiàn)狀電源是

10、各種電子設(shè)備不可或缺的組成部分，其性能優(yōu)劣直接關(guān)系到電子設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)級(jí)能否安全可靠的工作。目前常用的直流穩(wěn)壓電源和開(kāi)關(guān)電源兩大類(lèi)。由于開(kāi)關(guān)電源本身消耗的能量低，電源效率比普通線性穩(wěn)壓電源提高一倍，被廣泛用于電子計(jì)算機(jī)、通訊、家電等各個(gè)行業(yè)。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，開(kāi)關(guān)電源大致經(jīng)歷了四個(gè)發(fā)展階段。早期的開(kāi)關(guān)電源全部由分立元件構(gòu)成，不僅開(kāi)關(guān)頻率低、效率不高，而且電路復(fù)雜，不易調(diào)試。在20世紀(jì)70年代研制出的脈寬調(diào)制器集成電路，僅對(duì)開(kāi)關(guān)電源種的控制電路實(shí)現(xiàn)了集成化。20世紀(jì)80年代問(wèn)世的單片開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，從本質(zhì)上講仍屬于AC/DC電源變換器。隨著各種類(lèi)型單片開(kāi)關(guān)電源集成電路的問(wèn)世。AC/DC電源變換器的集成化

11、變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。1.3 本課題的研究?jī)?nèi)容與目標(biāo)集成小功率開(kāi)關(guān)電源的研究與設(shè)計(jì)，本論文根據(jù)課題研究的需要，設(shè)計(jì)了一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器UC3842進(jìn)行的開(kāi)關(guān)電源，本設(shè)計(jì)利用UC3842組成的PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路，輸出5V和12V兩個(gè)直流電源。電路分為四個(gè)模塊，整流濾波電路，為UC3842提供啟動(dòng)電壓，UC3842組成的PWM脈沖電路，驅(qū)動(dòng)MOSFET管為變壓器線圈提供脈沖，兩個(gè)輸出電路，以及一個(gè)電壓反饋電路。2 開(kāi)關(guān)電源的基本工作原理與電路結(jié)構(gòu)2.1 開(kāi)關(guān)電源的概述2.1.1 開(kāi)關(guān)電源的工作原理開(kāi)關(guān)電源主要是進(jìn)行交流/直流、直流/直流、直流/交流功率轉(zhuǎn)換的裝置，通過(guò)了對(duì)主變換回路以及控制

12、回路的控制完成一系列的變換2。主變換回路將輸入的交流電轉(zhuǎn)換后傳遞給了負(fù)載，所以它決定了開(kāi)關(guān)電源電路的結(jié)構(gòu)形式、轉(zhuǎn)換要求以及負(fù)載能力等一系列的技術(shù)指標(biāo)；而控制回路是按照輸入，輸出技術(shù)指標(biāo)的要求來(lái)進(jìn)行檢測(cè)，控制主變換回路的工作狀態(tài)。一般開(kāi)關(guān)電源控制集成電路包括振蕩器、誤差放大器、PWM觸發(fā)器、狀態(tài)控制器等部分功能電路，高品質(zhì)開(kāi)關(guān)電源還包括高電壓功率開(kāi)關(guān)管、電流比較器，以及各種保護(hù)功能電路。在開(kāi)關(guān)點(diǎn)的變換過(guò)程中，用高頻變壓器隔離稱(chēng)為離線式開(kāi)關(guān)變換器，常用AC/DC變換器就是離線式開(kāi)關(guān)變換器。開(kāi)關(guān)電源的工作原理框圖如圖2.1所示。圖2.1 開(kāi)關(guān)電源電路框圖開(kāi)關(guān)電源就是采用功率半導(dǎo)體器件作為開(kāi)關(guān)元件，通

13、過(guò)周期性通斷開(kāi)關(guān)，控制開(kāi)關(guān)元件的占空比調(diào)整輸出電壓，開(kāi)關(guān)電源的工作原理可以用圖2.2進(jìn)行說(shuō)明。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓Ui經(jīng)開(kāi)關(guān)S加至輸出端，S為受控開(kāi)關(guān)，是一個(gè)受開(kāi)關(guān)脈沖控制的開(kāi)關(guān)調(diào)整管，若使開(kāi)關(guān)S按要求改變導(dǎo)通或斷開(kāi)時(shí)間，就能把輸入的直流電壓Ui變成矩形脈沖電壓。這個(gè)脈沖電壓經(jīng)濾波電路進(jìn)行平滑濾波后就可得到穩(wěn)定的直流輸出電壓Uo。圖2.2 開(kāi)關(guān)電源的工作原理上圖中，a圖為電路圖，b圖為波形圖。為方便分析開(kāi)關(guān)電源電路，定義脈沖占空比如下： 公式(2.1)上式中，T表示開(kāi)關(guān)S的開(kāi)關(guān)重復(fù)周期；TON表示開(kāi)關(guān)S在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間。開(kāi)關(guān)電源直流輸出電壓Uo與輸入電壓Ui之間有如下關(guān)系： Uo

14、=UiD 公式（2.2）由式(2.1)和式(2.2)可以看出，若開(kāi)關(guān)周期T一定，改變開(kāi)關(guān)S的導(dǎo)通時(shí)間Ton，即可改變脈沖占空比D，從而達(dá)到調(diào)節(jié)輸出電壓的目的。T不變，只改變Ton來(lái)實(shí)現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖寬度調(diào)制(PWM)。由于PWM式的開(kāi)關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計(jì)，易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化，因此PWM式開(kāi)關(guān)電源用得較多。若保持Ton不變，利用改變開(kāi)關(guān)頻率f=1/T實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓Uo穩(wěn)壓的方法，稱(chēng)做脈沖頻率調(diào)制(PFM)。由于該方式的開(kāi)關(guān)頻率不固定，因此輸出濾波電路的設(shè)計(jì)不易實(shí)現(xiàn)最優(yōu)化。既改變Ton，又改變T，實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱(chēng)做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。在

15、各種開(kāi)關(guān)電源中，以上三種脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式均有應(yīng)用。2.1.2 開(kāi)關(guān)電源的組成開(kāi)關(guān)電源的基本組成如圖2.3所示。其中DC/DC變換器用以進(jìn)行功率變換，它是開(kāi)關(guān)電源的核心部分；驅(qū)動(dòng)器是開(kāi)關(guān)信號(hào)的放大部分，對(duì)來(lái)自信號(hào)源的開(kāi)關(guān)信號(hào)進(jìn)行放大和整形，以適應(yīng)開(kāi)關(guān)管的驅(qū)動(dòng)要求；信號(hào)源產(chǎn)生控制信號(hào)，該信號(hào)由它激或自激電路產(chǎn)生，可以是PWM信號(hào)、PFM信號(hào)或其他信號(hào)；比較放大器對(duì)給定信號(hào)和輸出反饋信號(hào)進(jìn)行比較運(yùn)算，控制開(kāi)關(guān)信號(hào)的幅值、頻率、波形等，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器控制開(kāi)關(guān)器件的占空比，以達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓值的目的。除此之外，開(kāi)關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動(dòng)、 過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、輸入濾波、輸出采樣 功能指示等電路。反饋回

16、路檢測(cè)其輸出電壓，并與基準(zhǔn)電壓比較，其誤差通過(guò)誤差放大器進(jìn)行放大，控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過(guò)驅(qū)動(dòng)電路控制半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)的通斷時(shí)間，從而調(diào)整輸出電壓。DC/DC變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。開(kāi)關(guān)電源的負(fù)載變換瞬態(tài)響應(yīng)主要由輸出端LC濾波器的特性決定，所以可以通過(guò)提高開(kāi)關(guān)頻率、降低輸出濾波器LC的方法來(lái)改善瞬態(tài)響應(yīng)特性。圖2.3 開(kāi)關(guān)電源的基本組成2.1.3 開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)開(kāi)關(guān)電源具有如下特點(diǎn)：(1) 效率高。開(kāi)關(guān)電源的功率開(kāi)關(guān)調(diào)整管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗比較小，但是效率較高，一般在80%90%，高的甚至可達(dá)90%以上；(

17、2) 重量輕。由于開(kāi)關(guān)電源省掉了笨重的電源變壓器，節(jié)省了大量的漆包線和硅鋼片，從而使其重量大大減輕，只有同容量線性電源的1/5，體積也在很大程度上縮小了；(3) 穩(wěn)壓范圍寬。開(kāi)關(guān)電源的交流輸入電壓在90270 V內(nèi)變化時(shí)，輸出電壓的變化在±2%以下。合理設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源電路，還可使穩(wěn)壓范圍更寬并保證開(kāi)關(guān)電源的高效率；（4）安全可靠。在開(kāi)關(guān)電源中，由于可以方便地設(shè)置各種形式的保護(hù)電路，因此當(dāng)電源負(fù)載出現(xiàn)故障時(shí)，能自動(dòng)切斷電源，保障其功能可靠； (5) 功耗小。由于開(kāi)關(guān)電源的工作頻率高，一般在20KHz以上，因此濾波元件的數(shù)值可以大大減小，從而減小功耗；特別是由于功率開(kāi)關(guān)管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下，

18、因此損耗小，不需要采用大面積散熱器，電源溫升低，周?chē)恢乱蜷L(zhǎng)期工作在高溫環(huán)境而損壞。因此采用開(kāi)關(guān)電源可以提高整機(jī)的可靠性和穩(wěn)定性3。2.2 開(kāi)關(guān)器件2.1.1 開(kāi)關(guān)器件的特征同處理信息的電子器件相比，開(kāi)關(guān)電源的電子器件具有以下特征：(1) 能處理電功率的大小，即承受電壓和電流的能力是開(kāi)關(guān)器件最重要的參數(shù)，其處理電功率的能力小至毫瓦級(jí)，大至兆瓦級(jí)，大多遠(yuǎn)大于處理信息的電子器件。(2) 開(kāi)關(guān)器件一般都工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通時(shí)(通態(tài))阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，電流由外電路決定；阻斷時(shí)阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，管子兩端電壓由外電路決定。(3) 開(kāi)關(guān)器件的動(dòng)態(tài)特性也是很重要的方面

19、，有些時(shí)候甚至上升為第一位的重要問(wèn)題。作電路分析時(shí)，為簡(jiǎn)單起見(jiàn)往往用理想開(kāi)關(guān)來(lái)代替實(shí)際開(kāi)關(guān)。(4) 電路中的開(kāi)關(guān)器件往往需要由信息電子電路來(lái)控制。在主電路和控制電路之間，需要一定的中間電路對(duì)控制電路的信號(hào)進(jìn)行放大，這就是開(kāi)關(guān)器件的驅(qū)動(dòng)電路。(5) 為保證不致于因損耗散發(fā)的熱量導(dǎo)致開(kāi)關(guān)器件溫度過(guò)高而損壞，不僅在開(kāi)關(guān)器件封裝上講究散熱設(shè)計(jì)，在其工作時(shí)一般都要安裝散熱器。導(dǎo)通時(shí)，器件上有一定的通態(tài)壓降；形成通態(tài)損耗阻斷時(shí)，開(kāi)關(guān)器件上有微小的斷態(tài)漏電流流過(guò)；形成斷態(tài)損耗時(shí)，在開(kāi)關(guān)器件開(kāi)通或關(guān)斷的轉(zhuǎn)換過(guò)程中產(chǎn)生開(kāi)通損耗和關(guān)斷損耗，總稱(chēng)開(kāi)關(guān)損耗。對(duì)某些器件來(lái)講，驅(qū)動(dòng)電路向其注入的功率也是造成開(kāi)關(guān)器件發(fā)熱的

20、原因之一。2.1.2 器件TL431TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2.5V）到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動(dòng)態(tài)阻抗為0.2，在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等。TL431特點(diǎn)： （1）最大輸出電壓為36V； （2）電壓參考誤差：±0.4，典型值25（TL431B）；（3）低動(dòng)態(tài)輸出阻抗，典型0.22 ； （4）負(fù)載電流能力1.0mA 100mA； （5）等效全范圍溫度系數(shù)50 ppm/典型； （6）溫度補(bǔ)償操作全額定工作溫度范圍； （7）低輸出噪

21、聲電壓。圖2.4 TL431的引腳2.1.3 電力二極管電力二極管可分為普通二極管, 快恢復(fù)二極管,肖特基二極管三種。(1) 普通二極管(General Purpose Diode)普通二極管又稱(chēng)為整流二極管(Rectifier Diode)，多用于開(kāi)關(guān)頻率不高(1kHz以下)的整流電路中。其反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，一般在5s以上，這在開(kāi)關(guān)頻率不高時(shí)并不重要。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達(dá)到很高，分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上。(2) 快恢復(fù)二極管(FRD)快恢復(fù)二極管是恢復(fù)過(guò)程很短，特別是反向恢復(fù)過(guò)程很短的二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)為快速二極管。快速二極管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的

22、采用改進(jìn)的PiN結(jié)構(gòu)。采用外延型PiN結(jié)構(gòu)的快恢復(fù)外延二極管(Fast Recovery Epitaxial Diodes，F(xiàn)RED)，其反向恢復(fù)時(shí)間更短(可低于50 ns)，正向壓降也很低(0.9 V左右)，但其反向耐壓多在400 V以下。快速二極管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級(jí)，前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長(zhǎng)，后者則在100 ns以下，有的甚至達(dá)到2030 ns。(3) 肖特基二極管 以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢(shì)壘為基礎(chǔ)的二極管稱(chēng)為肖特基勢(shì)壘二極管(SBD)，簡(jiǎn)稱(chēng)為肖特基二極管。肖特基二極管的優(yōu)點(diǎn)很多，主要是：反向恢復(fù)時(shí)間很短(1040 ns)，正向恢復(fù)過(guò)程中不會(huì)有明顯的電壓過(guò)

23、沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。肖特基二極管的不足之處是：當(dāng)反向耐壓提高時(shí)，其正向壓降也會(huì)高得不能滿足要求，因此多用于200 V以下；反向漏電流較大且對(duì)溫度敏感，因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。2.1.4 光耦PC817PC817是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作耦合器件，具有上下級(jí)電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響4。當(dāng)輸入端加電信號(hào)時(shí)，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了“電-光-電”的轉(zhuǎn)換。普通光電耦

24、合器只能傳輸數(shù)字信號(hào)（開(kāi)關(guān)信號(hào)），不適合傳輸模擬信號(hào)。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號(hào)，這樣隨著輸入信號(hào)的強(qiáng)弱變化會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的光信號(hào)，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同,PC817光電耦合器不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用。主要應(yīng)用范圍：開(kāi)關(guān)電源、適配器、充電器、UPS、DVD、空調(diào)及其它家用電器等產(chǎn)品。 圖2.5 PC817的內(nèi)部結(jié)構(gòu)上圖中：1腳為陽(yáng)極，2腳為陰極，3為發(fā)射極，4為集電極。3 主要開(kāi)關(guān)變換電路3.1 濾波電路輸入濾波電路具有雙向隔離作用，它可抑制從交流電網(wǎng)輸入的干擾信號(hào)，同時(shí)也防止開(kāi)關(guān)電源工作時(shí)產(chǎn)生的

25、諧波和電磁干擾信號(hào)影響交流電網(wǎng)。圖3.1所示濾波電路是一種復(fù)合式EMI濾波器，L1、L2和C1構(gòu)成第一級(jí)濾波，共模電感L3和電容C2、C3進(jìn)行第二級(jí)濾波。圖3.1 輸入濾波電路C1用于濾除差模干擾，選用高頻特性較好的薄膜電容。電阻R給電容提供放電回路，避免因電容上的電荷積累而影響濾波器的工作特性。C2、C3跨接在輸出端，能有效地抑制共模干擾。為了減小漏電流，C2、C3宜選用陶瓷電容器。3.2 反饋電路3.2.1 電流反饋電路電流互感器原理是依據(jù)電磁感應(yīng)原理的。電流互感器是由閉合的鐵心和繞組組成。它的一次繞組匝數(shù)很少，串在需要測(cè)量的電流的線路中，因此它經(jīng)常有線路的全部電流流過(guò)，二次繞組匝數(shù)比較多

26、，串接在測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路中，電流互感器在工作時(shí)，它的2次回路始終是閉合的，因此測(cè)量?jī)x表和保護(hù)回路串聯(lián)線圈的阻抗很小，電流互感器的工作狀態(tài)接近短路。電流互感器的作用是可以把數(shù)值較大的一次電流通過(guò)一定的變比轉(zhuǎn)換為數(shù)值較小的二次電流，用來(lái)進(jìn)行保護(hù)、測(cè)量等用途。如變比為400/5的電流互感器，可以把實(shí)際為400A的電流轉(zhuǎn)變?yōu)?A的電流。電流反饋電路采用電流互感器，通過(guò)檢測(cè)開(kāi)關(guān)管上的電流作為采樣電流，原理如圖3.2所示。電流互感器的輸出分為電流瞬時(shí)值反饋和電流平均值反饋兩路，R2上的電壓反映電流瞬時(shí)值。開(kāi)關(guān)管上的電流變化會(huì)使UR2變化，UR2接入U(xiǎn)C3842的保護(hù)輸入端3腳，當(dāng)UR21V時(shí)，UC384

27、2芯片的輸出脈沖將關(guān)斷。通過(guò)調(diào)節(jié)R1、R2的分壓比可改變開(kāi)關(guān)管的限流值，實(shí)現(xiàn)電流瞬時(shí)值的逐周期比較，屬于限流式保護(hù)5。輸出脈沖關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流平均值的保護(hù)，屬于截流式保護(hù)。兩種過(guò)流保護(hù)互為補(bǔ)充，使電源更為安全可靠，采用電流互感器采樣，使控制電路與主電路隔離。圖3.2 電流反饋電路3.2.2 電壓反饋電路電壓反饋電路如圖3.3所示。輸出電壓通過(guò)集成穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器反饋到UC3842的1腳，調(diào)節(jié)R1、R2的分壓比可設(shè)定和調(diào)節(jié)輸出電壓，達(dá)到較高的穩(wěn)壓精度。如果輸出電壓UO升高，集成穩(wěn)壓器TL431的陰極到陽(yáng)極的電流增大，使光電耦合器輸出的三極管電流增大，即UC3842的1腳對(duì)地的分流變大

28、，UC3842的輸出脈寬相應(yīng)變窄，輸出電壓UO減小。同樣如果輸出電壓UO減小，可通過(guò)反饋調(diào)節(jié)使之升高。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是電壓采樣電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到輸入和輸出的電氣隔離。勢(shì)必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來(lái)電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是電壓采樣電路簡(jiǎn)單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到輸入和輸出的電氣隔離。勢(shì)必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來(lái)電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用。圖3.3中說(shuō)明了TL431和光耦合器在電壓反饋電路中的作用。圖3.3

29、電壓反饋電路3.3 過(guò)電壓保護(hù)電路圖3.4所示為輸出過(guò)電壓保護(hù)電路。穩(wěn)壓管VS的擊穿，電壓稍大于輸出電壓額定值，輸出正常時(shí)，VS不導(dǎo)通，晶閘管V的門(mén)極電壓為零，不導(dǎo)通。當(dāng)輸出過(guò)壓時(shí)，VS擊穿，V受觸發(fā)導(dǎo)通，使光電耦合器輸出三極管電流增大，通過(guò)UC3842控制開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。圖3.4 輸出過(guò)電壓保護(hù)電路4 UC38424.1 UC3842的簡(jiǎn)介繼MC1394、AN5900之后，人們又開(kāi)發(fā)出功能更完善的它激單端輸出驅(qū)動(dòng)集成電路。其特點(diǎn)是除內(nèi)部PWM系統(tǒng)外，還設(shè)有多路保護(hù)輸入和穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，同時(shí)還具有小電流啟動(dòng)功能。典型的UC3842就是其中的代表，它功能完善，性能可靠，目前廣泛被各種普通電源采

30、用，還被用于有源因數(shù)改善電路和高壓升壓式開(kāi)關(guān)電源中。UC3842是美國(guó)Unitrode公司生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片6。UC3842為8腳雙列直插式封裝，其內(nèi)部原理框圖如圖4.1所示。主要由5.0V基準(zhǔn)電壓源、用來(lái)精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測(cè)定比較器、PWM鎖存器、高增益E/A誤差放大器和適用于驅(qū)動(dòng)功率MOSFET的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。端1為COMP端；端2為反饋端；端3為電流測(cè)定端；端4接Rt、Ct確定鋸齒波頻率；端5接地；端6為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力；端7為集成塊工作電源電壓端，可以工作在840V；端8為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓5V，帶載能

31、力50mA。4.1.1 UC3842的引腳及其功能圖4.1 UC3842的引腳如圖4.1：1腳為內(nèi)部誤差放大器輸出端，外接阻容元件可改善誤差放大器的增益和頻率特性；2腳為誤差放大器的取樣電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，而控制脈沖寬度；3腳為PWM比較器的另一輸入端，當(dāng)檢測(cè)電壓超過(guò)lV時(shí)停止脈沖輸出使電源處于間歇工作狀態(tài)；4腳為定時(shí)電容CT端，內(nèi)部振蕩器工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定，f=1.8/(RT×CT)；5腳為接地端；6腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為50ns驅(qū)動(dòng)能力為±lA；7腳為啟動(dòng)/工作電壓輸入

32、端腳是直流電源供電端，具有欠壓、過(guò)壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；8腳為內(nèi)部5V基準(zhǔn)電壓輸出端，有50mA的負(fù)載能力。4.1.2 UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)UC3842為雙列8腳單端輸出的它激式開(kāi)關(guān)電源驅(qū)動(dòng)集成電路7，其內(nèi)部電路包括振蕩器、誤差放大器、電流取樣比較器、PWM鎖存電路、5VC基準(zhǔn)電源、欠壓鎖定電路、圖騰柱輸出電路、輸出電路等，見(jiàn)圖4.2：圖4.2 UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)(1) 5V的基準(zhǔn)電源:內(nèi)部電源,經(jīng)衰減得到2.5V作為誤差比較器的比較基準(zhǔn).該電源還可以提供外部5V/50mA；(2) 振蕩器:產(chǎn)生波振蕩.RT接在4RET 8腳之間,CT接4GND5之間. 頻率f=1.8/CTRT

33、,最大為500kHz；(3) 誤差放大器：由VFB端輸入的反饋電壓和2.5V做比較，誤差電壓COMP用于調(diào)節(jié)脈沖寬度。Comp端引出接外部RC網(wǎng)絡(luò),以改變?cè)鲆婧皖l率特性；(4) 輸出電路：圖騰柱輸出結(jié)構(gòu)，電路1A，驅(qū)動(dòng)MOS管及雙極型晶體管；(5) 電流取樣比較器：3腳ISENSE用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)管電流，可以用電阻或電流互感器采樣，當(dāng)VISENSE>1V時(shí)，關(guān)閉輸出脈沖，使開(kāi)關(guān)管關(guān)斷。這實(shí)際上是一個(gè)過(guò)流保護(hù)電路；(6) 欠壓鎖定電路VVLO：開(kāi)通閾值16V，關(guān)閉閾值10V,具有滯回特性；(7) PWM鎖存電路：保證每一個(gè)控制脈沖作用不超過(guò)一個(gè)脈沖周期，即所謂逐脈沖控制。另外，VCC與GND之

34、間的穩(wěn)壓管用于保護(hù)，防止器件損壞8。4.1.3 UC3842的使用特點(diǎn)(1) 采用單端圖騰柱式PWM脈沖輸出，輸出驅(qū)動(dòng)電流為±200mA，峰值可達(dá)±1 A。(2) 啟動(dòng)電壓大于16 V，啟動(dòng)電流僅1 mA即可進(jìn)入工作狀態(tài)。處于正常工作狀態(tài)時(shí)，工作電壓在1034 V之間，負(fù)載電流為15 mA。超出此限制，開(kāi)關(guān)電源呈欠電壓或過(guò)電壓保護(hù)狀態(tài)，無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。(3) 內(nèi)設(shè)5 V(50 mA)基準(zhǔn)電壓源，經(jīng)21分壓后作為取樣基準(zhǔn)電壓。(4) 輸出電流為200 mA，峰值為1 A，既可驅(qū)動(dòng)雙極型三極管也可驅(qū)動(dòng)MOSFET管。若驅(qū)動(dòng)雙極型三極管，應(yīng)加入開(kāi)關(guān)管截止加速RC電路，同時(shí)將內(nèi)部振

35、蕩器的頻率限制在40 kHz以下。若驅(qū)動(dòng)MOSFET管，振蕩頻率由外接RC電路設(shè)定，工作頻率最高可達(dá)500 kHz。(5) 內(nèi)設(shè)過(guò)流保護(hù)輸入3腳和誤差放大輸入1腳兩個(gè)PWM控制端。誤差放大器輸入構(gòu)成主PWM控制系統(tǒng)，可使負(fù)載變動(dòng)在30100時(shí)輸出負(fù)載調(diào)整率在8 以下，負(fù)載變動(dòng)在70100時(shí)負(fù)載調(diào)整率在3以下。(6) 過(guò)流檢測(cè)輸入端可對(duì)每個(gè)脈沖進(jìn)行控制，直接控制每個(gè)周期的脈寬，使輸出電壓調(diào)整率達(dá)到0.01%/V。如果3腳電壓大于1 V或1腳電壓小于1 V，PWM比較器輸出高電平使鎖存器復(fù)位，直到下一個(gè)脈沖到來(lái)時(shí)才重新置位。利用1腳和3腳的電平關(guān)系，在外電路控制鎖存器的開(kāi)/閉，使鎖存器每個(gè)周期只輸

36、出一次觸發(fā)脈沖。因此，電路的抗干擾性極強(qiáng)，開(kāi)關(guān)管不會(huì)誤觸發(fā)，提高了可靠性。(7) 內(nèi)部振蕩器的頻率由4腳外接電阻與8腳外接電容設(shè)定。集成電路內(nèi)部基準(zhǔn)電壓通過(guò)4腳引入外同步。4腳和8腳外接RT、CT構(gòu)成定時(shí)電路，CT的充電與放電過(guò)程構(gòu)成一個(gè)振蕩周期，其振蕩頻率可由下式近似得出： （4.1）5 基于UC3842設(shè)計(jì)的小功率開(kāi)關(guān)電源5.1開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)指標(biāo)小型電源輸入、輸出參數(shù)如下： 輸入電壓：AC 110/220V； 輸入電壓變動(dòng)范圍：90240V； 輸入頻率：50/60Hz； 輸出電壓：12V；輸出電流：2.5A。控制電路形式為它激式，采用UC3842為PWM控制電路。電源開(kāi)關(guān)頻率的選擇決定了變換

37、器的特性。開(kāi)關(guān)頻率越高，變壓器、電感器的體積越小，電路的動(dòng)態(tài)響應(yīng)也越好。但隨著頻率的提高，諸如開(kāi)關(guān)損耗、門(mén)極驅(qū)動(dòng)損耗、輸出整流管的損耗會(huì)越來(lái)越突出，而且頻率越高，對(duì)磁性材料的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)的要求會(huì)越苛刻。另外高頻下線路的寄生參數(shù)對(duì)線路的影響程度難以預(yù)料，整個(gè)電路的穩(wěn)定性、運(yùn)行特性以及系統(tǒng)的調(diào)試會(huì)比較困難。在本電源中，選定工作頻率為85kHz9。5.1.1 元件的選擇變壓器和輸出電感的設(shè)計(jì)：依據(jù)UC3842應(yīng)用方式，選定定時(shí)電阻RT1.8k，定時(shí)電容CT10F。確定開(kāi)關(guān)頻率f85kHz，周期T11.8s。設(shè)計(jì)單端控制開(kāi)關(guān)電源時(shí)，一般占空比D最大不超過(guò)0.5，這里選擇D0.5，則： 公式(5.1)

38、根據(jù)電源規(guī)格、輸出功率、開(kāi)關(guān)頻率選擇PQ26/25磁芯，磁芯截面積S1.13cm2，磁路有效長(zhǎng)度L6.4cm，飽和磁通密度BS0.4T。取變壓器最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度BmaxBS/30.133T，則電感系數(shù)A為： 公式(5.2)變壓器原邊線圈匝數(shù)N1為： 公式(5.3)式中，UI最小直流輸入電壓。交流輸入電壓的最小值約為90V，UI90×2127(V)，得出N149.9匝，取50匝。原邊線圈電感LAN1211.1(mH)。副邊線圈匝數(shù)為： 公式(5.4)式中：UDF整流二極管VDl上的壓降； UL輸出電感L上的壓降。取UDF+UL0.7V，代入式(5.4)，得N210匝。副邊線圈電感為：

39、 公式(5.5)反饋電線圈向UC3842提供U12V的工作電壓，按電容C1上的電壓UC16V計(jì)算，以保證有足夠的供電電壓給UC3842。由N3(UC/e)N1可得N32.67匝，取3匝。變壓器副邊電流為矩形波，其有效值為： 公式(5.6)導(dǎo)線電流密度取4A/mm2，所需繞組導(dǎo)線截面積為1.77/40.44(mm2)。同樣可選擇原邊繞組導(dǎo)線，原邊電流有效值為： 公式(5.7)所需繞組導(dǎo)線截面積為0.354/40.0885mm2，選用截面積為0.09621mm2的導(dǎo)線(0.41mm)。取輸出電感的電流變化量IL0.2IO0.5A，則輸出電感為： 公式(5.8)式中：U2副邊線圈最小電壓。計(jì)算得：

40、公式(5.9)取UDF0.5V，Uo3V，代入式(6.8)可得L140H。根據(jù)輸出電感上的電流ILIO，所需繞組導(dǎo)線截面積應(yīng)為2.5/40.625mm2，選擇截面積為0.6362mm2導(dǎo)線(0.96mm)。5.1.2 電路結(jié)構(gòu)的選擇小功率開(kāi)關(guān)電源可以采用單端反激式或者單端正激式電路，電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，成本低。與單端反激式電路相比，單端正激式電路開(kāi)關(guān)電流小，輸出紋波小，更容易適應(yīng)高頻化。用電流型PWM控制芯片UC3842構(gòu)成的單端正激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路如圖5.1所示。單端正激式開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源加有磁通復(fù)位電路，以釋放勵(lì)磁電路的能量。在圖4.1中，開(kāi)關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)V1導(dǎo)通，副邊線圈N2向負(fù)載

41、供電，V4截止，反饋電線圈N3的電流為零；VT關(guān)斷時(shí)V1截止，V4導(dǎo)通，N3經(jīng)電容C1濾波后向UC3842的7腳供電，同時(shí)原邊線圈N1上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使V3導(dǎo)通并加在RC吸收回路。由于變壓器中的磁場(chǎng)能量可通過(guò)N3泄放，而不像一般的RCD磁通復(fù)位電路消耗在電阻上，達(dá)到減少發(fā)熱，提高效率的目的。開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開(kāi)關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制IC和MOSFET構(gòu)成。開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源，這一點(diǎn)稱(chēng)為成本反轉(zhuǎn)

42、點(diǎn)。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣闊的發(fā)展空間。圖5.1單端正激式開(kāi)關(guān)電源的主電路圖5.2 啟動(dòng)電路圖5.2輸入220V交流電，經(jīng)過(guò)C1、L、C2進(jìn)行低通濾波，濾波后的交流電壓經(jīng)D1、D2、D3、D4橋式整流以及電解電容C1、C2濾波后變成了3l0V的脈沖直流電壓，此電壓經(jīng)通過(guò)電阻R18分壓給UC3842提供啟動(dòng)電壓，當(dāng)電壓達(dá)到16V時(shí)達(dá)到芯片的啟動(dòng)電壓，UC3842開(kāi)始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，UC3842的啟動(dòng)電壓大于16V，啟動(dòng)電流僅1 mA即可進(jìn)入工作狀態(tài)。處于正常工作狀態(tài)時(shí)，工作電壓在1034 V之間

43、，負(fù)載電流為15 mA。超出此限制，開(kāi)關(guān)電源呈欠電壓或過(guò)電壓保護(hù)狀態(tài)，無(wú)驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。圖5.2 高頻整流濾波電路5.3 PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路圖5.3 PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路圖5.3由分壓電阻R18提供分得的電壓接入U(xiǎn)C3842的7（vcc）管腳，UC3842啟動(dòng)工作，由6端（output）輸出推動(dòng)開(kāi)關(guān)管工作，輸出信號(hào)為高低電壓脈沖。高電壓脈沖期間，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，電流通過(guò)變壓器原邊，同時(shí)把能量?jī)?chǔ)存在變壓器中。根據(jù)同名端標(biāo)識(shí)情況，此時(shí)變壓器各路副邊沒(méi)有能量輸出。當(dāng)6腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)副邊各路二極管導(dǎo)通，向

44、外提供能量，同時(shí)反饋線圈向UC3842供電。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其開(kāi)啟和關(guān)閉閾值分別為16V和10V，電源電壓接通之后，當(dāng)7端電壓升至16V時(shí)UC3842開(kāi)始工作，啟動(dòng)正常工作后，它的消耗電流約為15mA。如圖5.3所示，如果由于某種原因，輸出端短路而產(chǎn)生過(guò)流，開(kāi)關(guān)管的漏極電流將大幅度上升，R6兩端的電壓上升，其中R19和C8組成濾波電路防止脈沖尖峰使電路誤操作，UC3842的腳3上的電壓也上升。當(dāng)該腳的電壓超過(guò)正常值0.3V達(dá)到1V(即電流超過(guò)1.5A)時(shí)，UC3842的PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。這時(shí)，UC3842的腳6無(wú)輸出，MOS管S1截止，從而

45、保護(hù)了電路。5.4直流輸出與反饋電路當(dāng)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，整流電壓加在變壓器初級(jí)繞組上的電能變成磁能儲(chǔ)存在變壓器中，開(kāi)關(guān)管截止后，能量通過(guò)次級(jí)繞組釋放到負(fù)載上。由公式： Uo=(Ton/(n )E 公式（5.10）可以得出，輸出電壓和開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間及輸入電壓成正比；與初，次級(jí)繞組的匝數(shù)比及開(kāi)關(guān)管的截止時(shí)間成反比。圖5.4 直流輸出與反饋電路反饋電路采用精密穩(wěn)壓器TL431和線性光耦PC81。利用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器，再通過(guò)線性光耦對(duì)輸出進(jìn)行精確的調(diào)整。如圖5.4輸出電壓經(jīng)R9，R11分壓后得到的取樣電壓，與TL431中的2.5 V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)正誤差，

46、取樣電壓>2.5 V，TL431的穩(wěn)壓值降低，光耦控制端電流增大，UC3842的反饋端(VFB)電壓值增大，輸出端的脈沖信號(hào)占空比降低，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間減少，輸出電壓降低；反之，如果輸出電壓出現(xiàn)負(fù)誤差，UC3842的輸出脈沖占空比增大，輸出電壓增高，達(dá)到穩(wěn)壓目的10。5.5 開(kāi)關(guān)電源總電路圖本設(shè)計(jì)利用UC3842組成的PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路，輸出5V和12V兩個(gè)直流電源。電路分為四個(gè)模塊，整流濾波電路，為UC3842提供啟動(dòng)電壓，UC3842組成的PWM脈沖電路，驅(qū)動(dòng)MOSFET管為變壓器線圈提供脈沖，兩個(gè)輸出電路，以及一個(gè)電壓反饋電路。如圖5.5所示：輸入220V交流電，經(jīng)過(guò)C1、L、

47、C2進(jìn)行低通濾波后的交流電壓經(jīng)D1、D2、D3、D4橋式整流以及電解電容C1、C2濾波后變成3l0V的脈沖直流電壓，此電壓經(jīng)通過(guò)電阻R18分壓給UC3842提供啟動(dòng)電壓，當(dāng)電壓達(dá)到16V時(shí)達(dá)到芯片的啟動(dòng)電壓，UC3842開(kāi)始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖，UC3842的啟動(dòng)電壓大于16 V，啟動(dòng)電流僅1 mA即可進(jìn)入工作狀態(tài)。當(dāng)電路啟動(dòng)運(yùn)行后，UC3842的啟動(dòng)電壓由R7分壓,再經(jīng)二極管整流后，得到的直流電壓提供，此時(shí)第一模塊的啟動(dòng)電路不再提供啟動(dòng)電壓。再由分壓電阻R18提供分得的電壓接入U(xiǎn)C3842的7（vcc）管腳，UC3842啟動(dòng)工作，由6端（output）輸出推動(dòng)開(kāi)關(guān)管工作，輸出信號(hào)為高低電壓脈沖

48、。反饋電路采用精密穩(wěn)壓器TL431和線性光耦PC81，利用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器，再通過(guò)線性光耦對(duì)輸出進(jìn)行精確的調(diào)整。輸出電壓經(jīng)R9，R11分壓后得到的取樣電壓，與TL431中的2.5 V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。如果由于某種原因，輸出端短路而產(chǎn)生過(guò)流，開(kāi)關(guān)管的漏極電流將大幅度上升，R6兩端的電壓上升，其中R19和C8組成濾波電路防止脈沖尖峰使電路誤操作，UC3842的腳3上的電壓也上升。當(dāng)該腳的電壓超過(guò)正常值0.3V達(dá)到1V(即電流超過(guò)1.5A)時(shí)，UC3842的PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出。這時(shí)，UC3842的腳6無(wú)輸出，MOS管S1截止，從而保護(hù)了電路。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)正誤差，取樣電壓>2.5 V，TL431的穩(wěn)壓值降低，光耦控制端電流增大，UC3842的反饋端(VFB)電壓值增大，輸出端的脈沖信號(hào)占空比降低，開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間減少，輸出電壓降低；反之，如果輸出電壓出現(xiàn)負(fù)誤差，UC3842的輸出脈沖占空比增大，輸出電壓增高，達(dá)到穩(wěn)壓目的。圖5.5 利用UC3842設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)電源主電路結(jié) 論本文主要以一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器UC3842來(lái)設(shè)計(jì)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)用的小功率開(kāi)關(guān)電源，因?yàn)槊}寬調(diào)制器能夠改變驅(qū)動(dòng)信號(hào)的脈沖寬度，所以能夠達(dá)到穩(wěn)壓的目的，非常適合用于開(kāi)關(guān)電源的制作。而且由于器件設(shè)計(jì)巧妙，構(gòu)成電路所需元件少，非常