UC3842

UC3842（精选三篇）

UC3842 篇1

医疗电源是对安规及EMI、EMC比较高的设备,作为绿色开关电源,将在21世纪给人类社会带来巨大的变化。性能优良的医疗设备系统离不开性能优良的控制模块,而控制模块的性能在很大程度上取决于供电电源的性能,所以高质量的供电电源系统在整个医疗系统中占有相当重要的位置。本文基于UC3842高性能电流模式PWM发生器控制的开关电源适合应用于此类系统。本设计通过小型高频变压器实现输出和输入的完全隔离,不仅提高了电源的效率,简化了外围电路,也降低了电源的成本和体积。电源输出电压稳定,波纹小,不间断性能可靠同时又不会对其他设备产生辐射和传导干扰。

1 单端反激式变换电路的基本结构

单端反激式变换的典型结构如图一所示。单端是指变压器的磁心仅工作在磁滞回线的一侧;反激是指当开关管导通时,在初级线圈中储存能量,而次级线圈不通,当开关管关闭的时候,初级线圈中的能量通过次级线圈释放给负载。这是一种成本低的调整器,可以做到输入输出部分的完全隔离,有较好的电压调整率。

2 UC3842芯片的性能特点

UC3842芯片是Unit rode公司的产品,是一种高性能的单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片[1],其原理框图如图二所示。由5V基准电压源、控制占空比调定的振荡器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等组成[6]。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,起动电流小(<1m A);

(3)具有精密的电压基准源(±1%);

(4)大电流(1A)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500k Hz。

UC3842芯片能同时满足较好的电气性能和较低的成本,因而被广泛地用于20~80W的小功率开关电源。图二中8脚是其内部基准电压(5V);7脚是其电源端,芯片工作的开启电压为16V,欠压锁定电压为10V;4脚接振荡电路,产生所需频率的锯齿波RT接在4、8脚之间,CT接在4脚和地之间。1和2脚为补偿端和内部电压比较器的反相输入端,从3脚引入的电流反馈信号与1脚的电压误差信号比较,产生一个PWM(脉宽调制)波,从6脚(输出端)输出该信号,控制功率器件的通断。3脚为电流检测输入端。由于电流比较器输入端设置了1V的电流钳位,当电流过大而使电流检测电阻R9(如图三所示)上的电压超过1V(即3脚电平大于1V)时,将关断PWM脉冲,从而达到过流保护的目的。

3 开关电源的电路设计

本文用UC3842为核心控制部件,设计了90—264Vac输入、DC12 V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[2]。主要的功能模块包括:EMI/EMC电路、启动电路、反馈电路、保护电路、整流电路。以下对各个模块的原理和功能进行分析,开关电源电路原理图如图三所示。

3.1 EMI/EMC电路

如图四所示,共模电感L1的差值电感与电容CX1及CX2构成了一个π型滤波器。这种滤波器对差模干扰有较好的衰减。除了共模电感以外,图四中的电容CY1及CY2也是用来滤除共模干扰的。共模滤波的衰减在低频时主要由电感器起作用,而在高频时大部分由电容CY1及CY2起作用[3]。MOV1是为了防止雷击,能够吸收5000Vac瞬间雷击。

3.2 启动电路

如图三所示,电源通过启动电阻R1给电容C4充电。当C4电压达到UC3842的启动电压门槛值时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6端输出推动开关管工作。随着UC3842的启动,R1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产生电压经过D7和Z3、R8、Z1来为UC3842供电。

3.3 过流、短路保护电路

如图三所示,当负载电流超过额定值时,场效应电流增加,R9上的电压反馈至CSEN(3脚),通过内部电流检测比较器输出复位信号,最后导致开关管关闭。只有在下一个基准脉冲到来时,才可能重新开启开关管,而不可能出现开关管电流在恒流值左右振荡的情况。当出现输出短路时,输出电压会下降,同时为UC3842供电的反馈绕组也会出现输出电压下降。当输入电压低于87Vac时,UC3842停止工作,没有触发脉冲输出,使场效应管截止。短路现象消失后,电源重新启动,自动恢复正常工作。这就是俗称的电路“打嗝”现象。

3.4 精密反馈电路

当开关管导通时,整流电压加在变压器初级绕组上的电能变成磁能储存在变压器中,开关管截止后,能量通过次级绕组释放到负载上。由公式:U0=(Ton/(n Toff))E可以得出,输出电压和开关管的导通时间及输入电压成正比,与初、次级绕组的匝数比及开关管的截止时间成反比。反馈电路采用精密稳压器TL431和线性光耦PC817。利用TL431可调式精密稳压器构成误差电压放大器,再通过线性光耦对输出进行精确的调整。如图三,输出电压经Z2、R15分压后得到的取样电压,与TL431中的2.5V基准电压进行比较。当输出电压出现正误差,取样电压>2.5V,TL431的稳压值降低,光耦PC1控制端电流增大,UC3842的反馈端(VFB)电压值增大,输出端的脉冲信号占空比降低,开关管的导通时间减少,输出电压降低;反之,如果输出电压出现负误差,UC3842的输出脉冲占空比增大,输出电压增高,达到稳压目的。同时,整个电源系统的输入、输出被隔离,UC3842受到的干扰减少。在对电压精度要求高的场合,会把电压反馈信号从补偿端(CMOP)输入,不用UC3842的内部放大器。因此反馈信号的传输缩短了一个放大器的传输时间,使电源的动态响应更快。

3.5 整流滤波电路

输出整流滤波电路直接影响到电压波纹的大小,影响输出电压的性能。开关电源输出端对纹波幅值的影响主要有以下几个方面:

(1)输入电源的噪声。解决的方案是在电源输入端加电容C1x及电感L1,以滤除此噪声干扰。

(2)高频信号噪声,开关电源中高频噪声主要是由高频变压器和功率管器件产生。对于这类高频噪声的解决方案是在输出端采用C9、L2、C11构成π型滤波的方式。滤波电感采用150μH的电感,可滤除高频噪声。

(3)采用肖特基二极管D8整流。基于它低压、功耗低、大电流的特点,有利于提高电源的效率;其反向恢复时间短,有利于减少高频噪声。

(4)为了减少共模噪声,在输出地和输入地之间接电容C13。

3.6 导通时序

如图五所示,在负载不同的时候,其时序电路是不一样的。在满载时绝大多数始终周期是导通的,也就是导通的频率高,中等负载会跳过一部分始终周期,而轻载时要跳过大部分的始终电路,只有少数始终周期是导通的,这样导通周期的频率是很低的。图五中,U0是输出电压,CLK是UC3842的基准脉冲,D是UC3842的输出脉冲,Id是流过开关管的电流,Ud是变压器初级绕组下端(开关管MOSFET漏级)的电压。

4 实验结果

该开关电源的性能,按上述应用电路进行了测试,动态负载响应快,具有良好电磁兼容性能并能通过美国的FCC CASEA标准。不同输入电压和不同负载时,输出电压如图五所示。

表一为空载输入电压在90~264Vac波动时,输出电压的波动情况。表二是负载电流在100m A~1.2A变化时,输出电压的波动情况。

5 结束语

UC3842是一种高性能的固定频率电流型控制器,单端输出,可直接驱动晶体管和MOSFET,具有管脚数量少、外围电路简单、安装与调试简便、性能优良、价格低廉等优点。本设计中充分使用了UC3842的控制功能,实现了对输出电压的负反馈调节以及各种保护机制。这种开关电源结构简单,性能稳定,实现了对医疗设备供电,对提高医疗设备整体性能大有益处。

摘要：基于UC3842高性能电流模式PWM芯片,提出一种医疗开关电源设计方案。该设计ACToDC给医疗设备供电,采用单端反激式结构,实现90-264Vac供电,12V的直流输出,具有瞬态响应快、电磁兼容好、输出电压精度高等优点,能够很好地满足医疗设备供电需求。

关键词：开关电源,电流模式,PWM,电磁兼容(EMC)

参考文献

[1]王立华,刘志军等.UC384x系列构成的PWM式开关电源的电路分析与维修[J].通信电源技术,2005,22(6):36239.

[2]周志敏,周纪海.开关电源实用技术设计与应用[M].北京:人民邮电出版社,2003.

[3]钱振宇.开关电源的电磁兼容性设计与测试[M].北京:电子工业出版社,2005.

[4]Unit rode Application note,UC3842/3/4/5Pro-vide Low-cost Current-Mode Control[Z].1998.

UC3842 篇2

随着电子技术高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备种类也越来越多，它们与人们工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，因此，对电源的要求更加灵活多样[1]。小型化、低成本化的要求使电源趋向于更轻、更薄、更小而效率更高，因此开关电源因其小体积、轻重量、高效率、稳定可靠等特性，得到快速发展及广泛应用。

为满足自行设计的一款交变磁场发生器内部元器件的供电需求，采用UC3842控制芯片设计一种多路输出的单端反激电源，具备小体积、高效率、性能好等优点，不仅节省空间，而且为交变磁场发生器稳定工作提供保障。

1 设计要求

该多路输出的反激式开关电源主要为变频器内部各功能模块的供电而设计。具体指标为：独立的4路15V、0.2A输出，1路5V、1A输出，1路±15V、0.5A输出，1路12V、2A输出。输入为交流电220V。

2 UC3842概述[2]

UC3842是美国Unitrode公司的一种高性能固定频率电流模式的PWM控制集成电路芯片，采用单端大电流图腾柱式输出级，适合驱动功率开关管。该芯片专门为离线式开关电源和DC/DC变换器应用而设计，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良等诸多优点。

UC3842的内部结构(见图1)，主要由振荡器、误差放大器、电流检测比较器、PWM锁存器、基准电源、内部偏置电路、欠压锁定电路和输出驱动级等组成。其引脚功能(以8脚双列直插塑料封装为例)如下：1脚为输出/补偿端，是内部误差放大器的输出端，可外接阻容元件进行环路补偿，以确定误差放大器的增益和带宽;2脚为电压反馈输入端，是内部误差放大器的反相输入端;3脚为电流检测(取样)端，对串联在功率开关管源级上的电阻进行采样，当采样电阻上的电压超过给定值1V时，UC3842就关闭输出端;4脚为RT/CT端，是外部定时电阻和定时电容的公共端。用以确定振荡器的工作频率，公式为：f=1.72/(CT×RT);5脚为接地端;6脚为输出端，其输出信号可直接驱动功率MOSFET的栅极，具有拉电流和灌电流的双向驱动能力，峰值电流高达1A;7脚为VCC电源端，芯片工作的开启电压为16V，欠压锁定电压为10V;8脚为内部基准电压输出端，具有短路保护功能，能向外部附加控制电路超过20mA的电流输出。

3 开关电源的设计

本文设计的辅助电源工作概况：开机后，电压升高，UC3842启动，输出端产生驱动MOSFET开关管的信号，使开关管工作于开关状态。当开关管在导通时，变压器的原边绕组导通，有电流流过变压器的原边，同时电能转化为磁能被储存;相反，当开关管断开时，被储存的磁能转化成电能，并在副边回路产生电流，即可为负载供电。然而，副边的电流作为采样信号反馈给UC3842的检测端，经芯片处理后作出响应来改变输出PWM的占空比，进而来调节输出趋于稳定。

电源主要由EMI滤波电路、整流滤波电路、脉宽调制电路、反馈电路、过流保护电路、输出稳压滤波电路等组成(见图2)。

3.1 EMI滤波电路

由于开关电源工作时，电源输入线会引入外界干扰，同时电源本身也是一种干扰源，通过耦合通道对电网、开关电源本身和其他设备产生干扰[3]。故如图2在电源输入端选用典型的EMI滤波器，其内有共模电感和滤波电容来消除共模干扰及差模干扰。C1、C2选用Y电容，跨接在输入端，并将电容器的中点接地，能有效地抑制共模干扰，其容量值约为2.2nF～0.1μF;C3、C4为X电容，用于滤除差模干扰，其典型值取为：0.01～0.47μF[4]。

3.2 输入整流滤波电路

整流滤波电路采用简单的桥式整流和电容滤波。具体的参数计算参考文献[5]。输入为220V的交流市电，滤波电容的取值可以参照k=1μF/W，又考虑到铝电解电容的容量误差和容量会随时间推移逐渐减少，故选取220μF/400V。K为每单位输出功率(W)所需输入滤波电容器容量(μF)的比例系数[5]。

3.3 缓冲吸收电路[4,6]

开关管在关断瞬间会产生很高的电压尖峰脉冲，这不仅很容易使开关管因电压急剧升高而损坏，而且使电流采样和输出电压的波形出现很尖的脉冲，影响系统稳定工作。为此，选用电阻、电容和阻塞二极管构成钳位电路，如图2中R4、C6和VD1构成的反激变压器吸收电路，C16、R15和VD4构成开关管的缓冲吸收电路。具体的电容、电阻及二极管的参数可由文献[7]中的方法得出。

3.4 UC3842的启动与驱动电路

UC3842的启动电压为+16V,电源开启后，交流电经过整流滤波后得到的直流电，通过电阻的降压后给C10充电，一旦C10的电压达到16V，芯片启动产生波形驱动信号，经串联在MOSFET栅极的阻尼电阻(阻尼电阻可防止开关管自激振荡)，驱动开关管的通断。电源进入正常工作后，变压器副边绕组产生的交流电经VD2、VD3整流滤波后为芯片供电。

3.5 反馈电路

采用副边的一绕组线圈输出电压作为反馈信号，来调节驱动波形的占空比。副边的绕组电压经VD2和VD3整流滤波之后，得到一个直流电压信号，一方面为芯片提供工作电压;另一方面经电阻分压，为UC3842的2脚提供反馈电压。可调电阻R9可以对多路输出的电压大小进行调节。

3.6 电流检测和过流保护电路[6,8]

电流检测采用取样电阻R14的电压信号来完成，经R12和C15消除尖峰脉冲后送入引脚3，形成电流的反馈回路并调节输出脉冲。一旦采样电压大于1V时，UC3842停止输出，起到保护电路的作用。其中R12和C15滤波器的时间常数通常为几百纳秒。

3.7 输出滤波电路

输出滤波电路采用整流二极管和滤波电容(见图2)，及稳压器来完成，不仅可以得到良好的稳压效果，还有消除纹波的作用。

4 变压器设计

变压器的设计在开关电源设计过程中尤为重要,电源的性能将取决于变压器设计的合理性。如图3所示为变压器的设计基本流程。

4.1 输出功率,最小输入电压及占空比的确定

根据设计多路的输出总和得到输出功率为56W，输入电压为交流220V(1±10%),最小直流输入电压：(220-22)×1.414=280V，最大占空比选0.45，预设效率为80%。

由公式(1)可算出原边的峰值电流：

式中，P电源功率取80W,q占空比最大值，U输入电压最小值)，过流保护电路的限流电阻值由公式(2)可得：

4.2 确定电源的工作频率

芯片的振荡频率也就是电源输出的开关频率,大小取决于定时电阻和电容,通常先选定电容值(电阻值规格多比较好配)，按照目标频率计算电阻值，由公式(3)可得出：

电容充电时间:Td=0.5465×Rt×Ct，放电时间：

Id取典型值8.3mA，所以得出：

式中，R10取10kΩ，C14取2.2nF。

4.3 计算原边电感量

有原边峰值电流IPK、最小电压U、占空比q和工作频率f，可以由公式(4)计算出变压器的原边电感量：

4.4 选定磁芯[5]

磁芯选EI型磁芯，具有漏感小、磁耦合性能好、绕制方便等优点。高频变压器输入功率P=56W/80%=70W，取最大承受功率80W，根据高频变压器的最大承受功率PM与磁芯截面积SJ关系式：。依据参考文献[2]数据可选用EI40型磁芯。

考虑变压器饱和问题，磁芯必须留有一定量气隙，考虑气隙长度的合理性，通常选0.2～0.8mm之间，近似公式：

式中，Bmax取150mT,Ae取161mm2。

变压器的气隙确定之后，便可以计算变压器原边的匝数：

根据副边的输出电压UOUT并计算出副边匝数(整流二极管的压降取1V)：

根据上述步骤设计得变压器主要参数(见表1)。

导线的选择按照1mm2可以导通2.5～3A的原则选择导线，适当地采用多股并绕。

5 实验结果及分析

图4为电源其中一路5V输出的电压波形，1通道为5V直流输出波形，2通道为5V输出纹波，峰对峰值约为260mV，比较理想。

6 结语

本文详细地介绍一种普遍适用、多功能输出辅助电源的原理及设计，其输出稳定、性能良好、体积小，适用于变频器、逆变器等。该电源已作为变频电源的辅助电源使用，能稳定为单片机、光耦、继电器、互感器、IPM等器件供电，验证设计的正确性。

摘要：介绍UC3842工作特性,并设计一种单端反激式、具有多路输出功能的开关电源。详细介绍电源各部分的设计原理及参数的确定,结合UC3842芯片的优点,制作样机。目前该电源已用于变频器内部功能模块供电,实验证明性能稳定可靠,满足设计要求。

关键词：开关电源,反激式,UC3842,变频器

参考文献

[1]周志敏,周纪海,纪爱华.开关电源实用技术—设计与应用(第2版)[M].北京:人民邮电出版社,2007

[2]马洪涛,沙占友,周芬萍.开关电源制作与调试[M].北京:中国电力出版社,2010

[3]刘正青,曾志刚.EMI滤波器在反激式开关电源中的研究与实现[J].电子器件,2006,29(2):462-465

[4]张厚升,赵艳雷.新型多功能反激式开关电源设计[J].电力自动化设备,2011,31(1):113-117

[5]沙占友,王彦朋,安国臣,等.开关电源设计入门与实例解析[M].北京:中国电力出版社,2009

[6]宋鸿斋,谢吉华,陈志强,等.变频器用多功能开关电源设计[J].电力自动化设备,2008,28(1):105-108

[7]赵同贺等.新型开关电源典型电路设计与应用[M].北京:机械工业出版社,2009

[8]雷一,伊璐,鲁思兆,等.一种光伏逆变器用多路输出开关电源设计[J].电力自动化设备,2011,31(6):17-31

UC3842 篇3

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于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点, 获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型, 前者是一个单闭环电压控制系统, 系统响应慢, 很难达到较高的线形调整率精度, 后者, 较电压控制型有不可比拟的优点。

2、单端反激式变换器

本文采用单端反激式。所谓单端, 是指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧, 并且只有一个输出端。所谓反激, 是指开关功率管导通时, 后级整流二极管截止, 电能将储存在高频变压器的初级电感线圈中;当开关功率管关断时, 后级整流二极管导通, 初级线圈上的电能通过磁芯的藕合传输给次级绕组, 并经过后级整流二极管输出。

UC3842简介。UC3842是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较, 从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统, 因此, 无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高, 是比较理想的控制器。

同时, UC3842是单电源供电, 带电流正向补偿, 单路调制输出的集成芯片, 主要用于高频中小容量开关电源, 用它构成的电路在驱动开关管时, 通常将误差比较器的反向输入端通过反馈电路经电阻分压得到的信号与内部2.5V基准进行比较, 误差比较器的输出端与反向输入端用RC元件接成补偿网络, 误差比较器的输出端与电流采样电压进行比较, 从而控制PWM序列的占空比, 达到电路稳定的目的。它主要包括高频振荡、误差比较、欠压锁定、电流取样比较、脉宽调制锁存等功能电路。芯片工作起动电压是16V, 关闭电压是10V, 6V的起动与关闭电压差可有效防止电路在阀值电压附近工作而引起的振荡。芯片起动电流为1mA, 所以, 芯片可以对高压用电阻降压起动, 待起动完成后由馈电绕组供电。还提供5V的基准电压, 带载能力50mA。在UC3842的输入端与地之间, 还有34V的稳压管, 一旦输入端出现高压, 该稳压管就被反向击穿, 将供电电压钳位于34V, 保护芯片不致损坏。如图所示为开关电源的电路。

3、开关电源的工作原理

3.1 AC输入整流部分

交流电 (AC110～220V/50Hz) 由J2-1进入, 经过R2送至由D1-D4组成的桥式整流, 并由C1滤波, 把交流电变换为直流电 (当输入交流电110V时, 整流后的直流为155V左右, 当输入交流电220V时, 整流后的直流为300V左右) , 图1。

3.2 UC3842工作过程

接通输入电源VIN后, 电流ig通过启动电阻R5给电容C3, C11充电, 当C3, C11电压达到UC3842启动电压门槛值16V时, UC3842开始工作并提供驱动脉冲, 由6端输出推动开关管Q1工作, 输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间, 开关功率管Q1导通, 电流通过变压器初级绕组NP, 同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况, 此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电平脉冲结束时, 开关功率管Q1截止, 根据楞次定律, 变压器初级绕组NP为维持电流不变, 产生下正上负的感生电动势, 此时其他边各路二极管导通, 向外提供能量。同时辅助绕组Nb向UC3842供电。

UC3842启动工作后, C3, C11为UC3842提供稳定的工作电压VCC, VCC通过R9, R19, 光耦817, R8组成的分压取样电路, 电压通过2脚被反馈到UC3842内部的误差放大器并和基准电压比较得到误差电压Vr;同时在取样电阻R3上建立的电压也被反馈到UC3842电流测定比较器的同相输入端, 这个检测电压和误差电压Vr相比较, 产生脉冲宽度可调的驱动信号, 用来控制开关功率管Q1的导通和关断时间, 以决定高频变压器的通断状态, 从而达到输出稳压的目的。考虑到VCC及Vref上的噪声电压也会影响输出的脉冲宽度, 因此, 在UC3842的脚7和脚8上分别接有消噪电容C3, C11和C10。R7是开关功率管Q1的栅极限流电阻。

3.3 吸收箝位电路

吸收箝位电路由C2, R20, R4和D6组成, Q1截止后, 由于变压器存在漏感, 而漏感能量不能通过变压器耦合到NS绕组释放, 如果没有RCD箝位电路, 漏感中的能量将会在Q1关断瞬间转移到Q1极间电容和电路中的其它杂散电容中, 此时Q1集电极将会承受较高的开关应力, 若加上RCD箝位电路, 漏感中的大部分能量将在Q1关断瞬间转移到箝位电路的箝位电容C2上, 然后这部分能量被箝位电阻R20, R4消耗, 这样就大大减少了开关管的电压应力。

3.4 输出稳压控制电路

当负载变化或其它因素引起输出电压VO变高, 通过R6和R13、VR2组成的电压取样电路和C9加速电容, TL431控制端1电压会高于它基准电压2.5V, 这时通过TL431的电流增加, 加在光耦发光二极管的电压也增大, 光耦发光增强, 光耦C-E极间电阻变小, UC3842的2脚电压升高, 促使片内对PWM比较器进行调节, 减少占空比, 通过Q1 D-S极电流变小, 变压器储能减少, 输出电压降低。反之, VO变低, 通过R6和R13、VR2组成的电压取样电路和C9加速电容, TL431控制端1电压会高于它基准电压2.5V, 这时通过TL431的电流减弱, 加在光耦发光二极管的电压也变小, 光耦发光减弱, 光耦C-E极间电阻变大, UC3842 2脚电压降低, 促使片内对PWM比较器进行调节, 增大占空比, 通过Q1 D-S极电流变大, 变压器储能增加, 输出电压升高。

3.5 输出部分

当Q1关断时, 初级绕组NP变成下正上负, NS上正下负, D7导通, 存储在变压器中的能量通过D7供应给负载同时给电容C7充电。

在开关管Q1导通时, 变压器是不给负载供电的, 这时只能靠电容给负载供电, C7越大, 储存的能量就越多, 供应同样的负载, 电压下降就越少, 换言之, 输出电压就越稳定, 所以C7越大越好。在选取滤波电容时, 还要考虑它的耐压, 耐压一定要比输出电压高, 最好是留有一定的耐压余地。

R7是假负载, 释放掉滤波电容C7的部分能量, 起到改善电路间歇振荡的效果。R7的阻值小, 对改善电路间歇振荡效果比较好, 但太小会增加无用的功耗, 降低电路效率, 它的阻值大小一般根据经验或电路调试确定。

由于开关电源的工作频率都比较高, 所以D7采用响应速度比较快的肖特基整流二极管, 在选原件时除了要考虑响应速度外, 还要考虑它的额定工作电流, 一般要比额定电流大3倍以上, 除此还要考虑它的耐压, 因为开关管Q1导通时, 初级绕组NP上的电压 (上正下负) 基本上是输入电压, NS也感应了对应的比例电压 (下正上负) , 再加上滤波电容C7的电压, 所以整流肖特基二极管的反向耐压必须大于两者的和, 并留有一定的余量。

4、短路过流保护

如果由于某种原因, 输出端短路而产生过流, 开关管Q1的漏极电流将大幅度上升, R3两端的电压上升, UC3842的脚3上的电压也上升。当该脚的电压超过正常值0.3V达到1V时, UC3842的PWM比较器输出高电平, 使PWM锁存器复位, 关闭输出。这时, UC3842的脚6无输出, Q1截止, 从而保护了电路。

5、结语

在开关电源的设计中, 由UC3842组成的反激式开关电源是整个变换器的关键部分, 核心部分为PWM控制单元。交流220V作为开关电源的输入, 得到PWM控制单元的直流工作电压, 另外结合其工作特性, 设计了过流保护电路, 保证了电源变换器的正常工作。在现代电力电子应用中越来越广泛, 在开关电源中有着良好的应用前景。

参考文献

[1]惠恩宣.采用UC3842构成的开关电源.电子与自动化, 2000, 4.

[2]胡君臣.用UC3842芯片设计开关电源.仪表技术, 2005, 6.