基于uc3842的反激式开关电源的设计word格式源文件

基于uc3842的反激式开关电源的设计word格式源文件内容摘要：

系统设计构成框图 桥 式 全波 整 流及 滤 波D C — D C变 换 器E M I滤 波交 流输 入输 出滤 波1 2 V直 流输 出闭 环反 馈 图 22 系统 构成 框图 湖北师范学院 2020 届物理与电子科学学院学士学位论文 7 各部分电路功能概述 整 体 电路可分为主电路和控制电路两部分 ： 主电路 ： 由交流输入 EMI 防电磁干扰电源滤波器、二极管整流与电容滤波、 DC/ DC 功率变换器三个部分组成。 控制电路 ： 通过反馈信号与给定信号相比较的结果产生恰当的控制信号 , 并对控制信号进行隔离与放大 , 以保证能控制与驱动主电路正常工作 , 使得输出符合要求 , 同时也起到对主电路保护的作用。 开关稳压电源将来自市电整流滤波不稳定的直流电压变换成交变的电压，然后又将交变的电压转换成各种数值稳定的直流电压输出，因此开关稳压电源又称为 DC/DC 变换器（或称为直流直流变换器）。 DC/DC 变换器是开关电源中最主要的功率变换环节。 DC/DC 变换器有输入输出无隔离即直通型和输入输出隔离型两种类型。 直通型 DC/ DC 变换器典型的电路有 Buck (降压 )型、 Boost (升压 )型、 Buck— Boost(升降压 )式和 Cuk 型等几种类型。 输入与输出隔离型的 DC/DC 变换器典型的电路有单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式等几种类型。 但无论哪种类型的 DC/DC 变换器的开关电源其基本原理都是开关管工作于开关状态下 , 通过改变开关管导通 与关断的时间关系来改变输出电压的。 输出电压的稳定依靠电容电感的滤波和反馈电路来实现。 本 次设计的开关电源为单端反激式， 实现的是交流 85V~265V /50HZ 宽范围输入 ，输出电压 12V 最大电流 5A。 电路中 输入的工频电通过 EMI 滤波，能够对来自电网电源线的外来噪声进行 衰减， 减小电磁干扰， 防止下级连接的电路或部件以及接于输出端的设备产生勿动作。 桥式 全波整流 是将交流电变换成纹波较小的脉动直流给 DC / DC变换器提供输入。 湖北师范学院 2020 届物理与电子科学学院学士学位论文 8 DC / DC 变换器是整个电路的核心，也是本设计的重难点，它是实现 开关 电源高效率、小体 积的关键。 输出滤波电路是为了将开关电源产生的传导噪声或辐射噪声进行衰减，不至于对其他电子设备产生电磁干扰。 闭环反馈是 选用的是 电压负反馈 ，因为负反馈 可以实现稳压 的作用，电压反馈可以 降低输出阻抗 ，提高带负载的能力。 总体实现电路图 系统总体简化图 系统的硬件设计分几个模块，从输入到输出方向来看，分别为 EMI 滤波电路的设计，钳位电路的设计，开关控制电路的设计，变压器参数设计，输出滤波电路设计，反馈取样电路设计等构成。 EMI 滤波电路 EMI 为电磁干扰的简写， EMI 滤波器作 用是防止电磁干扰， 标准的 EMI滤波器通常由串联电抗器和并联电容器组成的低通滤波电路，其作用是允许设备正常工作时的频率信号进入设备，而对高频的干扰信号有较大的阻碍作湖北师范学院 2020 届物理与电子科学学院学士学位论文 9 用。 通常 电源线是干扰传入设备和传出设备的主要途径，通过电源线，电网的干扰可以传入设备，干扰设备的正常工作，同样设备产生的干扰也可能通过电源线传到电网上，干扰其他设备的正常工作。 因此 必须在设备的电源进线处 要 加入 EMI 滤波器。 本系统 EMI 滤波电路采用上图所示电路，因为设计输出的最大功率为60W，属于中大型功率电路，宜采用上图所示滤波电路。 钳位电路 单端反激式开关电源具有结构简单、输入输出电气隔离、电压升／降范围宽、易于多路输出、可靠性高、造价低等优点，广泛应用于小功率场合。 然而，反激变换器在功率开关管关断的瞬间，由于变压器漏感的存在，会产生较大的尖峰电压，这个电压可能会超过开关管的额定值，从而给变换器带来严重危害，同时在开关管上产生较大的关断损耗及电磁干扰。 为了消除这些隐患，需要在变压器原边侧采用箝位电路和在开关管上并联缓冲电路，这里采用 RCD 网络作为反激电路的箝位电路和开关管的缓冲电路。 具体参数的设计要等变压器的参数确定以后才可以确定 ，后面会讲怎样计算 R1， C1 和 D1 参数的计算。 湖北师范学院 2020 届物理与电子科学学院学士学位论文 10 开关控制电路 本设计的开关信号由 UC3842 芯片的第 6 引脚提供，它产生 PWM 控制信号给 NMOSFET 管。 UC3842 是一种高性能的固定频率电流模式控制器，专门为离线和直流至直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。 这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。 电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率 MOSFET 的理想器件。 UC3842 管脚图： 芯片功能说 明： UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有 8 个引脚，各脚功能如下： ① 脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性； ② 脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的 基准电湖北师范学院 2020 届物理与电子科学学院学士学位论文 11 压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度； ③ 脚为电流检测输入端， 当检测电压超过 1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态； ④ 脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=(RTCT)； ⑤ 脚为公共地端； ⑥ 脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降 时间仅为 50ns 驱动能力为 177。 1A ； ⑦ 脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为 15mW； ⑧ 脚为 5V 基准电压输出端，有 50mA 的负载能力。 变压器参数设计 开关电源比较核心的问题就是高频变压器的参数设计，现在针对设计要求我们来一步步设计每个参数 工作频率和最大占空比 的 确定 选定开关频率 f=100kHz，则周期 10T us。 因为宽输人范围， 若电路工作于连续模式将发生振荡，因此必须让它工作于电流断续模式，为了保证电路工作于电流断续模 式，需要 保证整个。