电流开关型电路
UC3842_UC3843隔离单端反激式开关电源电路图
UC3842/UC3843隔离单端反激式开关电源电路图开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。
传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。
相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。
电流型PWM集成控制器已经产品化，极大推动了小功率开关电源的发展和应用，电流型PWM控制小功率电源已经取代电压型PWM控制小功率电源。
Unitrode 公司推出的UC3842系列控制芯片是电流型PWM控制器的典型代表。
DC/DC转换器转换器是开关电源中最重要的组成部分之一，其有5种基本类型：单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。
下面重点分析隔离式单端反激转换电路，电路结构图如图1所示。
图1 电路结构图电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I 流过。
M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。
图2 M1导通与截止的等效拓扑电流型PWM与电压型PWM比较，电流型PWM控制在保留了输出电压反馈控制外，又增加了一个电感电流反馈环节，并以此电流反馈作为PWM所必须的斜坡函数。
下面分析理想空载下电流型PWM电路的工作情况(不考虑互感)。
电路如图3所示。
设V导通，则有L·diL/dt = ui (1) iL以斜率ui/L线性增长，L为T1原边电感。
经无感电阻R1采样Ud=R1·iL送到脉宽比较器A2与Ue比较，当Ud>Ue，A2输出高电平，送到RS锁存器的复位端，此时或非门的两个输入中必有一个高电平，经过或非门输出低电平关断功率开关管V。
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
开关电源电路资料
TVS(瞬态电压抑制器)，用于吸收在TOP247Y关断时由高频变压器漏感产生的尖峰电压，
15V电源输出所用
该电源采用3枚芯片，包括TOP247Y(U1)、光耦合器LTV817。
， 以及可调式精密并联稳压管LM431。为减小高频变压器体积和增强磁场耦合程度，次
t 式（4.18）
R=
ton3 式（4.19）
50V，最大漏极电流10A，上升时间是120ns，下
95ns。
48KHz。则
10*95120*109）（
V—最大的集电极-发射极电压（V）
t—最大的集电极电压上升时间（s）
t—最大的集电极电压下降时间（s）
C的表示式为
frCVttIC)( 式（4.16）
rT关断时C充电，1rT开通时，已充电的C经R和1rT放电，电容器两
oVV=RCTDs1×100%
C为电容容量，R为负载电阻，
V为纹波电压值。
C为
osVRVTD1=oosVITD1
(MAXDI=
1DIo+LTDVss21
C22200uF/63VL1T1IRFZ46R1R220KD3FR107R3100C1113322D2MBR20100D1sVoVoIPWM信号
L表示，它与pL串联接在晶体开关管rT集电极上，如图4.8所示。
L+LTL）上的能量在rT关断时产生过电压，重新按集-射极间。因此过电压是
必须加缓冲网络予以限制。图中为在原边电感旁加电
R、2C、2D。
D1
C2C1R1
LTL
V2CVOVSVPLCV
4.8缓冲电路
开关式稳压电路
第七章 *输出电压Uo的确定 输出电压为：
Uo（1R7） 5.（ 1 V） R8
分析时，注意的是R8上端接的是11脚，然后看原理 图，分析这是的压降。
第七章
7.5.3并联开关电源
一.基本构成
并联开关电源换能电路如图7.21， 储能电感，负载和输入电压是并联 的VT。饱和导通时，UI给电感L储能，同 时L自感电动势使VD截止。VT截止时， L自感使自感电动势极性立即改变， VD导通，L通过VD释放能量向C2充 电，并同时向负载供电。当VT再次饱 和导通时，L储能，VD反向截止，电 容C2向负载供电，负载上获得连续能 量。既VT导通期间，L储能，电容C2 向负载供电；VT截止时，L释放能量 对C2充电，同时向负载供电；L，C2 同时具备滤波作用，使得输出波形平 滑。
LC(C0 C) CC0 C
fp
C C1C2 C1 C2
由于
C C0C
f0 21LCfs
第六章
2.串联型石英晶体振荡电路
当振荡频率等于 fS 时， 晶体阻抗最小，且为纯电 阻，此时正反馈最强，相 移为零，电路满足自激振 荡条件。
振荡频率 f0 fs
图 6.1.30 串联型石英晶 体振荡电路
4.比较器是组成非正弦波发生电路的基本单元，在 测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。
第六章 一、 电压比较器的传输特性
1.电压比较器的输出电压与输入端的电压之间函数关系
u f(u)
O
I
2.阈值电压： UT
当比较器的输出电压由一种状态跳变为另一种状态所 对应的输入电压。
3.电压传输特性的三要素 (1)输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。 (2)阈值电压的数值UT。 (3)当uI变化且经过UT时， uO跃变的方向。
开关电源电路结构及工作原理
开关电源电路结构及工作原理主回路—开关电源中，功率电流流经的通路。
主回路一般包含了开关电源中的开关器件、储能器件、脉冲变压器、滤波器、输出整流器、等所有功率器件，以及供电输入端和负载端。
开关电源(直流变换器)的类型很多，在研究开发或者维修电源系统时，全面了解开关电源主回路的各种基本类型，以及工作原理，具有极其重要的意义。
开关电源主回路可以分为隔离式与非隔离式两大类型。
1. 非隔离式电路的类型：非隔离——输入端与输出端电气相通，没有隔离。
1.1. 串联式结构串联——在主回路中开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输入端、输出端、电感器L、负载RL四者成串联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T 及电感器L对负载供电，并同时对电感器L充电，当开关管T关断时，电感器L中的反向电动势使续流二极管D自动导通，电感器L中储存的能量通过续流二极管D形成的回路，对负载R继续供电，从而保证了负载端获得连续的电流。
串联式结构，只能获得低于输入电压的输出电压，因此为降压式变换。
1.2. 并联式结构并联——在主回路中，相对于输入端而言，开关器件(下图中所示的开关三极管T)与输出端负载成并联连接的关系。
开关管T交替工作于通/断两种状态，当开关管T导通时，输入端电源通过开关管T 对电感器L充电，同时续流二极管D关断，负载R靠电容器存储的电能供电;当开关管T关断时，续流二极管D导通，输入端电源电压与电感器L中的自感电动势正向叠加后，通过续流二极管D对负载R供电，并同时对电容器C充电。
由此可见，并联式结构中，可以获得高于输入电压的输出电压，因此为升压式变换。
并且为了获得连续的负载电流，并联结构比串联结果对输出滤波电容C的容量有更高的要求。
1.3.极性反转型变换器结构极性反转——输出电压与输入电压的极性相反。
电路的基本结构特征是：在主回路中，相对于输入端而言，电感器L与负载成并联。
开关电路原理
开关电路原理
开关电路是一种控制电流流通的电路，其原理是通过控制开关的通断状态，实现电路中电流的开关。
开关电路可以分为常开型和常闭型两种类型。
常开型开关电路，也称为“单刀双掷”开关电路，其原理是开关处于初始状态时，开关处于通电状态，电流可以从供电源向负载传递。
当开关被打开时，电流无法从供电源到达负载，电路断开。
因此，常开型开关电路可以控制电路的通断状态。
常闭型开关电路，也称为“单刀单掷”开关电路，其原理是开关处于初始状态时，开关处于断电状态，电流无法从供电源到达负载，电路断开。
当开关被打开时，电流可以从供电源向负载传递，电路闭合。
因此，常闭型开关电路也可以控制电路的通断状态。
开关电路常用于各种电器和电子设备中，用于实现电路的开关控制。
例如，在家庭中，我们可以使用开关电路控制灯的开关，使灯在需要时打开或关闭；在计算机中，开关电路用于开启或关闭各种设备和接口；在电路板中，开关电路用于控制不同的电路连接方式。
总之，开关电路是一种通过控制开关状态来实现电流的通断的电路，常用于各种电器和电子设备中。
常开型和常闭型开关电路都可以实现电路的控制，具有广泛的应用。
开关电源原理及各功能电路详解
开关电源原理及各功能电路详解一、开关电源的电路组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器〔EMI〕、整流滤波电路、功率变换电路、PWM掌握器电路、输出整流滤波电路组成。
关心电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。
开关电源的电路组成方框图如下：开关电源电路方框图二、输入电路的原理及常见电路1、AC输入整流滤波电路原理：输入滤波、整流回路原理图①防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由 MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1 组成的电路进展保护。
当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，假设电流过大， F1、F2、F3 会烧毁保护后级电路。
② 输入滤波电路：C1、L1、C2、C3 组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进展抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
当电源开启瞬间，要对 C5 充电，由于瞬间电流大，加 RT1〔热敏电阻〕就能有效的防止浪涌电流。
因瞬时能量全消耗在 RT1 电阻上，肯定时间后温度上升后 RT1 阻值减小〔RT1 是负温系数元件〕，这时它消耗的能量格外小，后级电路可正常工作。
③ 整流滤波电路：沟通电压经 BRG1 整流后，经 C5 滤波后得到较为纯洁的直流电压。
假设 C5 容量变小，输出的沟通纹波将增大。
2、 DC 输入滤波电路原理：① 输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进展抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。
C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。
② R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。
在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。
当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。
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7.5.2所示。可见尽管每管的电流很大，但相应的管压 降很小，使每个管子的管耗很小，放大器的效率也就
很高。
二、电流开关型电路
在电流开关型电路中，两管推挽工作，电源 VCC 通过大电感 L 供给一个恒定电流 I C 两管轮流 导通（饱 和），因 而回路电 流方向也 随之轮流 改变。见 图7.5.3所 图7.5.3 电流开关型功率放大器电路 示。 7.5.1
戊类功率放大器的基本 电路如图7.5.5所示，图中L 、 C
为串联调谐回路， C1为晶体
管的输出电容， C2为外加电 容，以使放大器获得所期
图7.5.5 戊类功率放大器
望的性能，同时也消除了在丁类放大器中由 C1 所引起的 功率损失，因而提高了放大器的效率。
7.5.2
点是选取适当的负载网络参数，以使它的瞬态响应最 佳。也就是说，当开关导通（或断开）的瞬间，只有 当器件的电压（或电流）降为零后，才能导通（或断 开）。这样，即使开关转换时间与工作周期相比较已
相当长，也能避免在开关器件内同时产生大的电压或
电流。也就避免了在开关转换瞬间器件的功耗，从而 克服了丁类放大器的缺点。
使 iC 只在CE最低的时候才通过。也就是说，要想获得高
的集电极效率，放大器的集电极电流应该是脉冲状。 甲、乙、丙类功率放大器就是沿着不断减小电流导通角 7.5
的思路，来不断提高放大器效率的。 的减小是有一定限度的。因为 太小时，效率 但是，
虽然很高，但因 I c1m下降太多，输出功率反而下降，如前
图7.5.2 丁类功率放大器的工作波形
若激励电压是角频率为 的余弦波，且其幅度足 够大，足以使 i 正半周时 T1 管饱和导通，T2 管截止， 而 i 负半周时 T2 管饱和导通，T1 管截止。
T2 管的饱和压降均为 VCE ( sat ) ，则A点的电压 A 若T1 、 T2 管截止时为VCC VCE ( sat ) ；在T2 管饱 在T1 管饱和导通、
和导通、 T1 管截止时为VCE ( sat ) 。因而合成的A点电压 A波
形为矩形方波，而两个晶体管的集电极电流为半个周
期的余弦波。
电压 A加到由 RL 、 C 组成的串联谐振回路上， L 、
若回路谐振在输入信号角频率 上，且其 Q 值足够高，
可以认为通过回路的电流 流合成的，所以在负载 是由通过上、下两管的电 i 上得到合成的波形，如图 RL
面提到的当 0时，效率c 100 0 0 ，但此时 Po 0。因此
必须另寻蹊径来设法提高放大器的输出功率与效率。丁
o 类、戊类等放大器就是采用固定（取 90），但尽量
降低管耗功率的办法，来提高功率放大器的效率的。 7.5
7.5.1丁类功率放大器
晶体管丁类放大
器都是由两个晶体管 组成的，它们轮流导 通，来完成功率放大 任务。控制晶体管工 作于开关状态的激励 电压波形可以是正弦 波，也可以是方波。
7.5※ 丁类和戊类高频功率放大器
高频功率放大器的主要问题是如何尽可能地提高它 的输出功率与效率。由于功率放大器的集电极效率为
Po Po c PD Po PC
而放大器的集电极耗散功率 P 为
C
1 PC 2
i
C CE
d (t )
7.5
由上式可以得出以下两点结论： （1）要提高集电极效率，应设法尽量降低集电极耗 散功率 PC 。
由图7.5.3知，该电路与推挽电路非常相似，但
有两点不同之处：一个是集电极回路中点不是地电
位（推挽电路此点则在交流地电位）；另一个是在VCC
电路中串接了大电感 L。加入 L 的目的是利用通过
电感的电流不能突变的原理，使 VCC 提供一个恒定的电
流 I C ，以保证当两管轮流导通时，通过每管的电流波
图7.5.1
电压开关型丁类放大器电路
晶体管丁类放大器有两种类型的电路：一种是电流
开关型，另一种是电压开关型。
7.5.1
一、电压开关型电路 在电压开关型电 路中，两管是与电源 电压VCC串联的。激励 电压 i 通过变压器产 生两个极性相反的电 压b1、 b 2 ，作为两个
特性配对的同型晶体
管的激励输入电压。
这样，在给定 PD 时，晶体管的交流输出功率 P 就
o
会增大。 （2）如果维持晶体管的集电极耗散功率 PC不超过规定 值，那么，提高集电极效率c ，将使交流输出功率 P
o
大为增加。对于这一点可说明如下：
由于
C Po PC 1 C
显然，只要将效率稍许提高一点，就能在同样的器 件耗散功率条件下，大大提高输出功率。当然，这时输 入直流功率也要相应地提高，才能在 PC不变的情况下， 增加输出功率。 减小集电极耗散功率 PC的方法就是减小积分区间
波形是矩形方波。
7.5.1
当LC回路谐振时， 在它两端所产生的正弦 波电压与集电极方波电 流中的基波电流分量同
相。两个晶体管的集电
极一发射极瞬时电压CE
的波形如图7.5.4（c 电流开关型功率放大器的工作波形
7.5.2戊类功率放大器
戊类功率放大器是单管工作于开关状态。它的特