基于UC3846大功率开关电源设计
UC3846构成的ZVZCS软开关电源的设计要领
设计要领软开关电源的设计要领UC3846构成的ZVZCS软开关电源的1．主电路P0=3KW，U0=30V，fs=20KHz。
从功率容量和尽可能降低开关电源装置的损耗和制作成本考虑，主电路采用了主开关器件为IGBT的全桥PWM变换电路。
电路如图2所示。
2．控制电路PWM控制电路采用的是UC3846。
其应用电路主要部分如图3(a)所示，脚1所接R1、R2,决定初级限流值，并决定当过电流时器件是闭锁还是重新运行。
CS+和CS-两端接过流信号，实施过流、过压自动保护。
EA+和EA-两端是内部误差放大器输入端，接受来自输出电压和输出电流的误差信号，以实行导通/短开时间的控制，达到PWM占空比控制的目的。
脚16 ShutDown端是封锁输出脉冲的接线端，接收过流、过压封锁信号，脚8和脚9外接决定开关频率的电阻RT和电容CT。
控制输出端Bout（14脚）和Aout（11脚）分别接D 触发器的置“1”端和置“0”端，通过触发器的延时翻转，在滞后桥臂上得到滞后超前臂开关信号一些时间的开关信号，通过主电路的软开关电路实现ZVS和ZCS。
S1-S4是输出到IGBT 驱动电路的控制信号，如图3(b)所示是一个IGBT的驱动电路。
3．电路参数计算对元件和参数作一个计算。
开关频率及PWM控制脉冲宽度（占空比）是输出稳定性高低的关键，IGBT和高频整流快速恢复二极管是电源工作恢复高低的关键。
3．1 开关频率及占空比的计算为了计算这两个参数，先设计高频变压器的匝比为10：1。
因为电源输出电压U0为28V，所以高频变压器输入端的平均电压US’应为280V。
由DC-DC变换原理可知：Us，/ Ud =D/T，而Ud=1.35UL，式中：UL---- 三相供电线有效值(380V),所以，D/T=280/513=0.545=0.55,由于是全桥式变换,所以每组开关的占空比Dp=D/2*T=0.2757T图4-a所示为一组开关的工作波形示意图。
UC3846脉宽调制高频开关稳压电源设计任务书04
3．单元电路设计，给出具体设计思路和电路；
4．分析所有单元电路与总电路的工作原理，并给出必要的波形分析。
5．绘制总电路图
6．写出设计报告；
主要设计条件
1．设计依据主要参数
1）输入输出电压：单相（AC）220（1+15%）、60V（DC）
2）输出电流：8A
3）电压调整率：≤1%
4）负载调整率：≤1%
5）效率：≥0.8
6）功率因数：≥0.8
2.可提供实验与仿真条件
说明书格式
1．课程设计封面；
2．任务书；
3．说明书目录；
4．设计总体思路，基本原理和框图（总电路图）；
5．单元电路设计（各单元电路图）；
6．故障分析与电路改进、实验及仿真等。
7．总结与体会；
8．附录（完整的总电路图）；
湖南工程学院
课程设计
课程名称单片机原理与应用
课题名称数字温度计设计
专业
班级
学号填写12位学号
姓名
指导教师赵葵银、汪超等
2011年5月9日
湖南工程学院
课程设计任务书
课程名称：电力：
学生姓名：学号：
指导老师：
审批：
任务书下达日期年月日
设计完成日期年月日
参考文献
1．石玉，栗书贤．电力电子技术题例与电路设计指导．机械工业出版社，1998.
2．王兆安，黄俊．电力电子技术（第4版）．机械工业出版社，2000.
3．浣喜明，姚为正．电力电子技术．高等教育出版社，2000.
4．莫正康．电力电子技术应用（第3版）．机械工业出版社，2000.
5．郑琼林．耿学文．电力电子电路精选．机械工业出版社，1996.
基于UC3845的横机专用输出大功率开关电源
基于UC3845的横机专用4路输出大功率开关电源目录一横机专用开关电源背景二横机专用开关电源系统级分析2.1技术指标2.2拓扑结构2.21反激式开关电源2.22正激式开关电源2.3工作模式2.31DCM模式2.32CCM模式2.4系统框架三横机专用开关电源电路级设计3.1主回路3.11输入保护电路3.12降功耗的EMI滤波电路3.13整流电路3.14输出电路3.2 13V辅助输出电路3.21高频变压器3.22钳位电路3.23反馈电路3.24控制电路3.25输出电路3.3 24V输出电路3.31高频变压器3.32钳位电路3.33反馈电路3.34控制电路3.35输出电路3.4 12V输出电路3.41高频变压器3.42钳位电路3.43反馈电路3.44控制电路3.45输出电路3.5 5V输出电路3.51高频变压器3.52钳位电路3.53反馈电路3.54控制电路3.55输出电路四实验附录A电路原理图附录B PCB和实物一、横机电源背景21 世纪是建设可持续发展的社会，提倡的是节约资源，提高能效，环境友好。
由于开关电源在体积、重量、功能和能耗等方面有显著优势，而且稳定性很高，因此它正广泛应用于通信、航天、家电等领域。
随着技术的发展，高功率密度、高变换效率、高可靠性、低污染己成为开关电源的发展方向。
本设计开关电源是为满足针织横机的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片UC3845设计的一款四路集成电源。
该电源可靠性高、功率密度大、抗干扰能力、输出电压稳定，高效率、体积小等特点。
为用户节约了安装空间，方便了用户的安装使用，提高了人工的安装效率。
二、横机专用开关电源系统级分析2.1 技术指标四路集成电源技术指标序号技术参数备注1 电源输入：AC220V单相输入A 误差范围175V ~ 275VB 电源频率50Hz±10%2 电源输出：V1：5V6A、V2：12V5A、V3：24V14.6A、V4：24V14.6A。
UC3846实现48V-50A通信电源
UC3846实现48V/50A通信电源
概述
开关功率电路分为电流模式控制和电压模式控制两种，UC3846是峰值电流模式控制的芯片。
对于如图1所示电压模式控制，其优点是：只有电压环，单环控制容易设计和分析；波形振幅坡度大，因而噪声小，工作稳定；多模块输出时，低阻抗输出能提供很好的交互控制。
缺点是：电网或负载的扰动必须转化为输出扰动，才能被电压环反馈，因此系统响应慢；输出LC 滤波电路给系统增加了两个极点，这就需要在补偿网络增加零点或者需要一个低转折频率的主极点；环路增益随输入电压而变化，因而补偿网络设计较复杂。
图1 电压模式控制
图2所示电流模式控制在BUCK电路中的应用，和电压模式控制比较时钟信号只是使电源工作在固定的频率，PWM比较器的另一个输入是用从电感电流取得的信号代替了晶振，当电感电流的模拟信号超过了误差放大器输出的值Ve，脉宽关断。
图2 电流模式控制。
基于UC3846的新型开关电源的设计
基于UC3846的新型开关电源的设计
近年来，随着航空、航天和计算机事业的进展，对电源在体积、分量和效率等方面提出了越来越高的要求。
就是在这种状况下进展起来的一种小型电源。
它具有体积小、分量轻、频率高、成本低、效率高等一系列优点。
同时，因为它的线路容易，牢靠性高，而被广泛地应用于航空、航天和计算机等方面。
本文设计了一个由UC3846产生举行脉宽调制的移相全桥开关电源。
1 开关电源主的设计
在主电路中采纳了移相全桥软开关电路，1所示。
在此电路中，输入为AC220V，经过整流桥把沟通电变成直流电，为了消退此直流电压的脉动，在设计时采纳了π型滤波电路。
后接一个移相全桥软开关电路，使功率管实现零电压零开通和关断，将电路在工作时的功率损耗减至最小。
输出为±23V/15A和±200V/0.8A，总功率P=2×23×15＋2×200×0.8=1010W，因此，也可以称此开关电源为大功率开关电源。
的设计是该电源的一个关键部分，而常规设计采纳一大堆繁杂的公式举行推导，运算量较大，难免造成结果错误。
鉴于此，本文采纳图表的办法对原、副边举行设计，并考虑开关管导通压降等实际状况举行适当微调。
该变压器的详细设计如下。
式中：n1，n2为一、二次绕组的股数；
dp，dz为一、二次绕组的线径；
S0K0为磁芯窗口用法面积；
Np，Nz为一、二次绕组的匝数。
U1为输入直流电压；
U1r为整流管压降；
U1T为每匝电压值；
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一种基于UC3846的变频设计与应用
一种基于UC3846的变频设计与应用
1、电流脉宽型控制芯片UC3846介绍
UC3846的主要特点为：（1）自动前馈补偿;（2）可编程逐脉冲电流限制;（3）推挽配置自动对称校正;（4）模块化电源系统的并行操作能力;（5）增强负载响应特性;（6）宽共模范围差分电流检测器;（7）双脉冲抑制;（8）500mA双图腾柱输出;（9）低电压锁存;（10）软启动;（11）输出关断保护;（12）工作范围达500kHz。
以下为其内部框图：
图1 UC3846内部框图
脚1为电流电平设置端;脚2为基准电压输出端;脚3为电流检测放大器反相输入端;脚4为电流检测放大器的同相输入端;脚5为误差放大器的同相输入端;脚6为误差放大器的反相输入端;脚7为误差放大器反馈补偿;脚8为振荡器的外接电容端口;脚9为振荡器外接电阻端口;脚10为同步端口;脚11为PWM脉冲的A输出端;脚12为地;脚13为集电极电源端;脚14为PWM脉冲的B输出端口;脚15为控制电源输入端;脚16为关闭端口。
2、UC3846变频电路设计与具体分析。
稳压电源PWM调制芯片UC3846的应用
图 1 UC3846内部结构
2 UC3846 的应用电路设计与具体分析
开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电 流控制型 (见图 2 ) ,前者是一个单闭环电压控制系 统 ,系统响应慢 ,很难达到较高的线性调整率精度 ; 后者是一个电压 、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 到提高 , 稳压幅度大 , 具有良好的频率响应特 性〔2～4〕。UC3846是一种电流型脉宽调制器 。
(21Hebei University of Technology, Tianjin 300130)
Abstract To abvance the accuracy and response speed of scientific instruments nowdays, the function, characteris2 tics, and operation p rincip le of UC3846 are introduced in this paper. Designs a flyback sw itch voltage - stabilized source circuit using the UC3846, analyses the working p rincip les of this ciruit. It is one of PWM chip s for compo2 nents of scientific instruments. Key words UC3846 Flyback sw itch voltage - stabilized circuit Accuracy Response speed
UC3846中文原理
UC3846中文原理UC3846是一种多功能控制器芯片，用于设计和实现电源开关电路。
该芯片采用CMOS工艺制造，可以提供兼容于TTL和CMOS逻辑的输入和输出，具有广泛的应用范围。
UC3846的主要功能包括：电源开关技术、PWM调制和控制、反馈调节、保护等。
UC3846的电源开关技术提供了可靠的电源开关和调整功能。
该芯片具有高达500kHz的开关频率，通过控制外围电路，可以根据需要选择恒定频率或变频运行模式。
同时，UC3846还提供了软过载和短路保护功能，以保护电源和负载器件。
UC3846的PWM调制和控制功能使得用户可以根据需要对输出电压进行精确调节。
芯片通过比较参考电压和反馈电压来控制PWM信号的高和低电平时间，从而实现对输出电压的精确控制。
此外，UC3846还提供了调整频率、调整占空比、稳压调节和电流限制等功能。
UC3846具有灵活的反馈调节功能，可以适应不同的应用需求。
该芯片可以通过内部放大器和误差放大器来实现反馈控制，从而提供准确的输出电压和电流控制。
此外，UC3846还支持多种反馈方式，如电流模式控制、电压模式控制和混合模式控制等。
UC3846还提供了多种保护功能，以确保电路和负载的安全运行。
芯片具有过电流保护和短路保护功能，能够自动检测和限制传输过流和短路电流，以保护电源和负载器件免受损害。
此外，UC3846还支持过温保护和欠压保护等功能，以避免电源和负载在异常工作条件下受到损害。
总体来说，UC3846是一款多功能控制器芯片，通过其强大的电源开关技术、PWM调制和控制、反馈调节和保护功能，能够实现高效、稳定和可靠的电源供应。
它广泛应用于各种电源开关电路，如交流适配器、开关电源、电动机驱动器和电池充电器等。
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1 引言
近年来，随着电力电子技术的迅速发展，高频开关电源已广泛应用于计算机、通信、航空航天、工业加工等领域，它具有电能转换效率高、体积小、重量轻、控制精度高和快速性好等优点。
基于这些优点，高频开关电源已经在很多方面逐步取代了效率低、笨重、精度不高的传统线性电源，本文介绍和比较了电压型PWM控制器和电流型PWM控制器的优缺点，着重论述了电流型控制芯片UC3846在大功率全桥开关电源中的应用，并对电路进行具体的分析。
2 电压型和电流型PWM控制器
2.1 电压型PWM控制器
目前应用广泛的PWM控制器都是采用电压模式控制的，它只对输出电压进行采样, 采样信号Vf作为反馈信号与基准电压Vr在误差放大器中进行比较放大，得到误差信号Ve，Ve和锯齿波信号比较后通过PWM比较器输出一系列高频脉冲来控制开关管的导通和截止，它的主要缺点是：响应速度慢，稳定性差，甚至在大信号变化时会产生振荡，造成功率管损坏等故障[1]。
图1 电压控制型的原理图
2.2 电流型PWM控制器
针对上述电压型控制器的缺点，最近十几年发展起来电流型控制技术。
现代建设 Modern Construction
[作者简介] 吴军（1982- ），男，江苏盐城人，在读硕士，就读于郑州大学信息工程学院，主要研究方向为开关电源设计。
基于UC3846的大功率开关电源的设计
吴军 李长华 刘平
（郑州大学信息工程学院，河南 郑州 450001 ）
摘 要：本文介绍并比较了电压控制型和电流控制型PWM变换器的基本原理，设计出基于电流型控制芯片UC3846的大功率全桥开关电源的实用电路。
给出了各部分相应的原理图，并进行了详细的介绍。
实践表明，该电路具有良好的性能。
关键词：UC3846；电压控制型；电流控制型；脉宽调制
中图分类号：TP303+.3 文献标识码：A 文章编号：1671-8089（2012）02-0020-03
Design of a High Switching Power Supply Based on UC3846
WU Jun LI Changhua LIU Ping
(college of Information Engineering ,Zhengzhou university Zhengzhou 450001)
Abstract: The basic principles of voltage-mode control and current-mode control PWM converters are introduced and compared .An applied circuit of a high power Full-Bridge switching power supply is designed based on the PWM IC UC3846 for current mode control.The every circuit diagram with corresponding part is provide and detailed.The experiment result shows that the circuit has better performance.
Key words: UC3846; voltage-mode control; current-mode control; PWM
2012年第11卷第2期 – 21 –
图2 电流控制型的原理图
图2所示的是电流控制型的原理图，它的工作原理是通过采用恒频时钟脉冲置位锁存器输出脉冲驱动功率管导通，电源回路中的电流脉冲逐渐增大，当电流在采样电阻RS上的幅度达到Ue时，脉宽比较器状态翻转，锁存器复位，驱动撤除，功率管截止。
这样逐个检测和调节电流脉冲，就可达到控制电源输出的目的[2]。
电流控制型是在电压反馈 PWM 控制环内部增加电流反馈的控制环节，由于存在电压环和电流环双环系统使得变换器的线电压调整率、负载调整率以及瞬态响应特性都有比较大的提高。
但需要注意的是峰值电流控制型电路当电路占空比大于50%时，需要加入斜率补偿电路。
3 脉宽调制芯片UC3846的简介
UC3846最早是由unitrode公司推出的电流脉宽调制芯片，该芯片采用大电流图腾柱式双端输出，输出峰值电流可达500mA，能直接驱动场效应管，内置精密带隙可调基准电压、高频振荡器、误差放大器、差动电流检测放大器、欠电压锁定电路以及软启动电路，具有自动关断功能。
其主要优点是功能齐全、自动前馈补偿、欠压保护、终端锁机保护，较好的负载响应特性。
外围控制电路简单，工作频率高达500KHZ。
最高输入电压为40V，基准电压输出典型值为5.1V，其内部结构框图如图3所示。
图3 UC3846内部框图
4 UC3846芯片的应用电路设计与具体分析
4.1 主电路的设计
本文电路的设计输出功率为1KW，因此主电路采用全桥式拓扑结构，如图4所示：
图4 主电路原理图
图4中G1，G2，G3，G4,和主变压器T1组成全桥式拓扑电路，这种拓扑结构的优点是主变压器只需要一个原边绕组，通过正反向的电压得到正、反向磁通，副边有两组中心抽头绕组采用全波整流输出，变压器的利用效率很高。
缺点是需要设置一定的死区时间，防止上下两管直通。
主变压器T1采用E55磁芯，材质为PC40，原边绕组匝数为25匝，副边绕组匝数为3匝，变压器不留气隙，在绕制的时候采用“三明治”绕法即“初级+次级+初级”的绕法进行绕制，采用这种绕法可以减少变压器的漏感，由于次级输出电流较大，故次级采用四组多股线圈并绕3匝而成。
R1,C1为吸收电路场效应管采用低栅荷的IRFP460LC开关管，LT为初级电流检测用的电流互感器，作为电流控制时的电流取样用。
4.2 PWM控制电路
图5 控制电路
由UC3846构成的开关电源控制电路如图5所示，UC3846的8脚和9脚所接的Ct和Rt决定振荡器的工作频率，PWM振荡频率近似计算公式
为防止两路开关管的互通，还要设定两路输出都关断的死区时间。
Ct上的电压为一个锯齿波，其下降时间即为死区
时间，该电路的死区时间由公式
[3]
决定，实际使用中Rt的取值比较大，上式可以简化为
Modern Construction 现代建设
– 22 – 2012年第11卷第2期
现代建设 Modern Construction
图7 电流反馈及次级电压波形
参考文献：
Mannano R,Switching Power Supply Topology Voltage
[1] Mode Vs Current Mode,Electronic Design,1994（27）.A New Integrated Circuit for Current Mode
[2] Control[M],Unitrode Application Note U-93,1996. Abraham I.Pressman, Switching Power Supply Design
[3] Second Edition,2005.
普莱斯曼著，王志强等译，开关电源设计第二版，2005.[4] TONG Shibai, HUA Chengying. Fundamentals of Analog
[5] Electronics,2001.
童诗白，华成英.模拟电子技术基础，2001.
[6] YAN Shi, Fundamentals of Digital Electronics,2001.阎
[7] 石。
数字电子技术基础，2001.
由TL431和光耦PC817以及外围电路组成简单可靠的电压反馈外环电路，并将反馈信号送至6脚。
电流互感器LT将获得电流反馈内环信号经R13，C8组成的滤波器滤除电流前沿尖峰后送入4脚，放大3倍后和电压误差信号进行比较。
在引脚6脚和7脚之间接入阻容R5，C3构成PI调节器，用于补偿闭环增益和进行频响调节，R15，C1组成斜坡补偿网络，保证系统能够稳定的工作，引脚1外接软启动电容C2，当引脚1上的电压低于0.5V时，UC3846的两个输出端将没有输出，通过对电容C2的充电可以很简单的实现电路软启动功能，引脚16脚外接保护电路，当16脚电位上升到0.35V，电路进入保护状态，封锁输出脉冲。
控制电路的电源由辅助电源电路提供。
4.3 驱动电路的设计
由于驱动电路的浮地电位与被驱动的开关管源极电位不同，需要采用电位隔离的方式驱动，本文采用IR公司生产的IR2110驱动器，它的浮置电源采用自举升压电路，能够很好的实现控制电路主电路的互相隔离，同时具有体积小、速度快、结构简单、系统稳定性高等优点[4]。
全桥电路有两对场效应管，因此需要两块IR2110构成驱动电路，由IR2110构成的驱动电路如图6所示
图6 驱动电路
图中，C1,C2为自举升压电容，VCC经D1，C1和G3给C1充电，实现G3关闭，G1导通时，G1的栅极上有足够的储能来驱动。
对于自举电容的选择，一般用一个大电容和一个小电容并联使用，小电容的作用是吸收毛刺干扰电压，驱动大容量的MOS管，上管的驱动波形峰顶如果出现下降的现象则要选取容量大一点的电容，电路中还增加了稳压二极管V5，V6避免VB过电压损坏IR2110[5]。
5 实验与结论
按照以上分析和计算设计了一款全桥型开关电源样机，其设定输出电压为+24V，额定输出电流40A，图7是在加负载的情况下电流反馈及变压器次级电压实测波形。
测试结果表明，电压调整率和输出电压纹波均达到设计指标，满足了设计要求。