电流控制的开关电源系统
UC3845电流控制型芯片开关电源
本电源设计拟采用UC3845电流控制型芯片开关电源。
电源数量：1.±150V，2．两路+12V3.+5V4.+3.3V5.+1.8V6.-12V其中1.2.3.6之间需要互相隔离。
3.6之间可以不隔离。
每路功耗分析1、±150V要求电流最大不超过30Ma,故该路路最大功率P1=150*0.03=4.5W。
2、两路+12V相同，只是要互相隔离，每路功率为0.6W,故P2=0.6*2=1.2W。
3、第3路+5V主要为系统控制部分供电，其第4路和第5路均由第3路而来。
为保证可靠性并为以后升级留下余量，电源系统 1.8V能够提供的电流大于300mA;整个系统在3.3V上消耗的电流与外部条件有很大的关系，这里假设不超过200ma,故3.3V电源能够提供600ma电流电流即可。
与3.3V连接的外设有：液晶的部分接口；外部RTC接口；键盘接口，ADC接口；其他如指示灯，蜂鸣器，看门狗等。
故P3=1.8*0.3+3.3*0.6=2.52W。
4、从+5V到+3.3V和+1.8V通过LEO芯片（SPX1117或者LM1117），这两个芯片要消耗一定的功耗。
从+5V到+1.8V压降 3.2V，电流为0.3A，故P5-1.8=3.2*0.3=0.96W，从+5V到 3.3V压降为 1.7V，电流为0.6A，故P5-3.3=1.7*0.6＝1.02W。
所以P4=0.96+1.02=1.98W。
5、液晶主要有+5V和-12V供电，功耗P5为两片SED1520功耗2*0.25＝0.5W，还有背光电源的功耗，估算为0.25W,故P5＝0.5+0.25＝0.75W。
从以上分析来看，系统总的最大功耗Pmax=P1+P2+P3+P4+P5=4.5+1.2+2.52+1.98+0.75=10.95W＝11W。
所以最后需要的电源：1、±150V/0.03A2、两路+12V/0.05A3、+5V/1A4、-12V/0.07A高频变压器设计方法一高频变压器的设计是研制单片开关电源的关键技术。
分析电流控制型开关电源方案
分析电流控制型开关电源方案随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入80年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入90年代开关电源相继进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比，二者的成本都随着输出功率的增加而增长，但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上，反而高于开关电源，这一成本反转点。
随着电力电子技术的发展和创新，使得开关电源技术在不断地创新，这一成本反转点日益向低输出电力端移动，这为开关电源提供了广泛的发展空间。
电压控制型开关电源会对开关电流失控，不便于过流保护，并且响应慢、稳定性差。
与之相比，电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，能克服电流失控的缺点，并且性能可靠、电路简单。
据此，我们用UC3842芯片设计了一个电流控制型开关电源。
为了提高输出电压的精度，系统没有采用离线式结构，而采用直接反馈式结构。
本系统在设计上充分考虑了电磁兼容性和安全性，可广泛应用于工业、家电、视听和照明设备。
电流控制型开关电源的原理框图电流型控制是针对电压型控制的缺点而发展起来的，在保留了电压控制型的输出电压反馈控制部分外，又增加了一个电流反馈环节，其原理框如图1所示。
图1 电流控制型开关电源的原理框图电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，内环为电流控制环，外环为电压控制环。
当U O变化导致UF变化，或I变化导致US变化时，从而改变UO，达到输出电压稳定的目的。
电流型控制芯片UC3842UC3842 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2.5V 基准电压进行比较，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=1.8/（RT×CT）；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±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。
第三节 开关电源电压型控制和电流型控制基本原理
电压型控制的优点
• 1。单环控制，易于设计和分析； • 2。噪声裕量大； • 3。多路输出时，交叉调节性能好。
负载
0
x
PWM比较器 + C1 z=xy
R3
PI调节器
X为误差信号
+
Vref
将前面各个环节的传递函数代入上述控制系统，并进行 归一化后可以得到博德图。从博德图可知，电压模式控 制的开关电源，其稳定性和动态特性之间的矛盾比较突 出。（参阅教材和参考书得到此问题的详尽解释）
电压型控制的过电流保护形式 及其常用控制芯片
一、电压控制模式和电流控制模式
开关电源的控制模式分为：电压控制模式（Voltage Mode Control)和电流控制模式(Current Mode Control)两种。 电压控制模式：仅有一个输出电压反馈控制环。 电流控制模式：输出电压反馈控制外环和电流控制内环。 电流控制模式分类：峰值电流、滞环电流和平均电流控 制模式三种。
t=0
Qs =
π ( M1 − M 2 + 2M c )
2( M 1 + M 2 )
, 通过合理选择 M c，就可以使 Qs > 0,
MC − M2 n ] e0 从而保证系统的稳定。 此时误差en = [ M C + M1
峰值电流控制的优缺点及其 集成电路芯片
优点：（1）系统得稳定性增强，响应速度快（能够直接将干
开关电源电流控制原理
开关电源电流控制原理开关电源电流控制原理1. 引言在现代电子设备的设计和应用中，开关电源是一种常见的电源供应方案。
相比传统的线性电源，开关电源具有高效率、小体积、低成本等优点，因此被广泛应用于各个领域。
在开关电源中，电流控制是一个关键的技术，通过合理的电流控制手段可以实现电源的稳定工作和优化性能。
本文将从开关电源电流控制的原理出发，深入探讨其深度和广度。
2. 开关电源的基本原理开关电源主要由变压器、整流电路、滤波电路和稳压电路等几个基本部分组成。
其中，变压器起到了电压变换的作用，整流电路将交流电转换为直流电，滤波电路用于去除直流电中的纹波，稳压电路则确保输出电压的稳定。
这些部分协同工作，实现了开关电源的正常运行。
3. 开关电源电流控制的基本原理在开关电源中，电流控制的基本原理是通过控制开关管的导通和截止时间来实现的。
电流控制的主要手段有三种：固定频率恒定占空比控制、固定占空比变频控制和边界控制。
固定频率恒定占空比控制是最常用的一种方法，通过调节开关管的导通时间和截止时间来控制输出电流的大小。
固定占空比变频控制则是在保持占空比不变的情况下改变开关频率来控制电流。
而边界控制是根据输入电压和输出电流的边界条件来控制开关管的导通和截止时间。
4. 开关电源电流控制的影响因素在进行开关电源电流控制时，有一些关键因素需要考虑。
首先是开关管的导通电流和截止电流。
导通电流的大小决定了输出电流的上限，而截止电流的大小决定了输出电流的下限。
其次是开关管的导通和截止时间。
导通时间的长短决定了输出电流的持续时间，截止时间的长短决定了输出电流的间断时间。
输入电压和负载变化也会对电流控制产生影响。
5. 开关电源电流控制的优化策略为了实现更好的电流控制效果，可以采取一些优化策略。
首先是采用合适的控制算法来控制开关管的导通和截止时间。
常见的控制算法有PID控制、模糊控制和神经网络控制等。
其次是使用合适的电感和电容进行滤波，以减小输出电流的纹波。
开关电源电流控制模式工作原理
开关电源电流控制模式工作原理1. 电流控制模式简介开关电源的电流控制模式是一种常见的控制方法，主要用于稳定和调节电源的输出电流。
通过检测电源的输出电流并对其进行相应的调节，可以确保输出电流保持在一个预设的范围内。
这种控制模式在各种电子设备和系统中得到了广泛应用，如计算机、通信设备、医疗设备等。
2. 反馈环路组成电流控制模式的开关电源通常包含一个反馈环路，用于将输出电流与预设值进行比较，并根据比较结果进行调节。
反馈环路主要由电流检测器、误差放大器、调节器、PWM比较器和开关管等元件组成。
3. 误差放大器误差放大器是反馈环路中的一个关键元件，用于放大输出电流与预设值之间的误差。
误差放大器的输出与输入成比例关系，当输出电流偏离预设值时，误差放大器的输出会相应地增加或减小，以驱动调节器进行相应的调节。
4. 调节器调节器是反馈环路中的另一个重要元件，它通常采用PID（比例-积分-微分）控制器或类似的控制器。
调节器接收误差放大器的输出信号，并根据预设的控制参数（如比例系数、积分系数和微分系数）计算出一个控制信号。
该控制信号用于调节PWM比较器的输出，从而控制开关管的通断时间。
5. PWM比较器PWM比较器是开关电源中的另一个关键元件，它根据调节器输出的控制信号和振荡器输出的三角波信号进行比较，产生一个脉宽调制信号。
该信号的脉冲宽度与控制信号的大小成比例关系，从而控制开关管的通断时间，进而调节输出电流的大小。
6. 开关管控制开关管是开关电源中的主要执行元件，用于控制电源的通断。
在电流控制模式下，开关管的通断时间由PWM比较器输出的脉宽调制信号控制。
当脉宽调制信号为高电平时，开关管导通，电能输出到负载；当脉宽调制信号为低电平时，开关管关断，停止电能输出。
通过调节脉宽调制信号的占空比（即高电平时间占一个周期的比例），可以调节输出电流的大小。
7. 输出电压调整在某些情况下，开关电源需要具备输出电压调整功能。
通过在反馈环路中引入输出电压检测和相应的调节机制，可以实现对输出电压的稳定和调节。
基于UC3842的电流控制型脉宽调制开关稳压电源的研究
基于UC3842的电流控制型脉宽调制开关稳压电源的研究摘要：介绍了UC3842的特点和原理，并对其构成的电流控制型脉宽调制开关稳压电源进行了分析和实验。
实验结果表明，该开关稳压电源具有频响快、电压调整率和负载调整率高的特点，是一种性能较好的开关稳压电源。
关键词：UC3842；开关稳压电源；电压调整率；负载调整率1 引言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，获得了广泛地应用。
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；后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
本文介绍的UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，由该集成电路构成的开关稳压电源和电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有以下特点：（1）管脚数量少，外围电路简单，价格低廉；（2）电压调整率很好；（3）负载调整率明显改善；（4）频响特性好，稳定幅度大；（5）具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。
因此他是目前比较理想的新型的脉宽调制器，其内部原理框图如图1所示。
2 UC3842简介2．1 主要特点·工作电压8～40 V·电流传感和电压反馈输入－0．3～＋5．5 V·误差放大输出吸入电流10 mA·欠压锁存功能·占空比可调·最高开关频率500 kHz，稳定度0．2％，电源效率高·内部有高稳定度的基准电压源5．0 V·稳定性能好，电压调整率很容易达到0．01％，启2．2 工作原理UC3842为8脚双列直插式封装形式，如图1所示，他内部主要由5．0 V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、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构成。
开关电源电压和电流两种控制类型
开关电源电压和电流两种控制类型开关电源有两种控制类型，一种是电压控制（Voltage Mode Control），另一种是电流控制（Current Mode Control）。
二者有各自的优缺点，很难讲某种控制类型对所有应用都是最优化的，应根据实际情况加以选择。
1、电压控制型开关电源的基本原理是什么？电压控制是开关电源最常用的一种控制类型。
以降压式开关稳压器（即Buck变换器）为例，电压控制型的基本原理及工作波形分别如图2-2-2（a）、（b）所示。
电压控制型的特点是首先通过对输出电压进行取样（必要时还可增加取样电阻分压器），所得到的取样电压UQ就作为控制环路的输入信号；然后对取样电压UQ和基准电压UREF进行比较，并将比较结果放大成误差电压Ur，再将Ur送至PWM 比较器与锯齿波电压UJ进行比较，获得脉冲宽度与误差电压成正比的调制信号。
图中的振荡器有两路输出，一路输出为时钟信号（方波或矩形波），另一路为锯齿波信号，CT为锯齿波振荡器的定时电容。
T为高频变压器，VT为功率开关管。
降压式输出电路由整流管VD1、续流二极管VD2、储能电感L和滤波电容CO组成。
PWM锁存器的R 为复位端，S为置位端，Q为锁存器输出端，输出波形如图2-2-2（b）所示。
图2-2-2电压控制型开关电源的基本原理及工作波形（a）基本原理；（b）工作波形2、电压控制型开关电源有哪些优点？电压控制型开关电源具有以下优点：（1）它属于闭环控制系统，且只有一个电压反馈回路（即电压控制环），电路设计比较简单。
（2）在调制过程中工作稳定。
（3）输出阻抗低，可采用多路电源给同一个负载供电。
3、电压控制型开关电源有哪些缺点？电压控制型开关电源的主要缺点如下：（1）响应速度较慢。
虽然在电压控制型电路中使用了电流检测电阻RS，但RS并未接入控制环路。
因此，当输入电压发生变化时，必须等输出电压发生变化之后，才能对脉冲宽度进行调节。
由于滤波电路存在滞后时间，输出电压的变化要经过多个周期后才能表现出来。
开关电源输出电流限制电路
开关电源输出电流限制电路
开关电源是一种常用的电源供应器，具有高效率、稳定性好等优点，因此在许多电子设备中广泛应用。
然而，在实际应用中，由于各种原因（如过载、短路等），开关电源的输出电流可能会超过设定值，导致设备损坏，甚至危及人身安全。
为了防止这种情况的发生，我们需要设计一种输出电流限制电路。
输出电流限制电路主要由一个限流电路和一个反馈电路组成。
限流电路通常采用电感、电阻等元器件来限制输出电流，例如采用串联电感的方式实现电流限制。
当输出电流超过限流值时，电感将产生反向电势，使得输出电流减小，从而达到限流的效果。
反馈电路则通过感知输出电流并反馈到控制元件（如MOS管）上，控制元件会自动减小输出电流，从而保护电子设备。
除了限流电路和反馈电路，输出电流限制电路还要考虑保护机制。
比如，当输出电流超过限流值时，电源可以自动切断输出电流，以避免设备损坏。
此外，还可以增加短路保护、过压保护等机制，以提高开关电源的稳定性和安全性。
总之，输出电流限制电路是保护电子设备的重要组成部分，应该在开关电源的设计中充分考虑。
通过合理的电路设计和保护机制的增强，可以有效提高开关电源的稳定性和安全性，保护电子设备不受损坏，为人们的生活和工作带来更多的便利。
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电流控制的开关电源系统
电流型控制的开关电源系统有三种控制方式：即峰值电流控制、平均电流控制和滞环电流控制。
图1所示即为电流型控制的开关电源系统结构框图。
它包含有两个负反馈控制环：内环是电流环，外环是电压环。
电压控制器的输出控制信号ue作为电流环的给定信号;电流环由电流检测(如直流电流互感器)、处理(I-U转换)和电流控制器等组成;被检测的电流可以是电感电流iL，也可以是主开关管的电流iv，通过电流检测电阻Ri，将检测到的电流(iL或iv)转换成电压iLRi或ivRi，然后再与电流给定信号ue进行比较，并将得到的误差信号经过电流控制器放大之后，通过PWM脉冲调制器进行调制，产生出占空比d去控制开关转换器的主开关管V的通/断。
为了介绍简单，本文只介绍连续导电
模式(CCM)。
图1电流型控制的开关电源系统结构框图
图2所示的电源系统框图即为电流型控制开关电源系统的方框图，也即开关电源系统的频域模型。
图中kv(s)为电压控制器(补偿网络)的传递函数;ki(s)为电流控制器(补偿网络)的传递函数;Fv、Fm分别为电压检测元件和脉宽调制器的传递函数;Ri为电流采样电阻。
图2电流型控制的开关电源系统方框图
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