基于UC3844的多路输出双管正激电源设计

ＦＥＴ 作为功率开关管。开关管
输出部分采用半波加续流二极管整流，二极管选用超
与瞬态电压抑制器 （ＴＶＳ） 并联，可靠保护开关管。R３、C２、 快恢复 ＭＵＲ８２０，额定值为 ８Ａ／２００Ｖ，恢复时问为 ３０ｎｓ。
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3 控制电路的设计
开关管 Ｑｌ 和 Ｑ２ 同时导通，能量通过高频变压器传输到输 保护功率 ＭＯＳＦＥＴ 不被损坏。R１、R２、C１、Ｄ３ 与 R４、R５、
出侧，经整流输出给负载 ；开关管关断时，变压器能量通 C３、Ｄ４ 构成了两个开关管的缓冲电路，Ｄ３ 和 Ｄ４ 选用超快
过续流二极管 Ｄ１ 和 Ｄ２ 回馈到输入端，变压器磁芯复位。 恢复管，其最大反向耐压值为 ７００Ｖ，恢复时间为 ３０ｎｓ。
作者简介
石晓丽，女，１９８２年生，硕士生，研究方向为电力电
子与电力传动。
图 ６ 输入电压 ６００Ｖ 时开关驱动信号
张代润，男，１９６５年生，博士，教授，从事有源电力 滤波技术、交流电机变频调速、交直流电源等教学及研究。
出，另一种是精度较高时采用三端稳压管 ＬＭ３５０ 进行调整。
黄念慈，男，１９４５年生，教授，变流器的基本理论与
与全桥变换器和半桥变换器相比，其在结构上有抗桥臂直
通的优点，因此已成为应用最为普遍的电路拓扑结构。本
文设计了一种采用 ＵＣ３８４４ 控制的多路输出双管正激开关
电源。ＵＣ３８４４ 是一种电流调制的 ＰＷＭ 控制器，实现电压电
流双闭环控制，芯片内阻较大 （３０ｋ），启动电流小（小于 １ｍＡ），因此在高压输入时仍然可以使用大电阻分压来进行
表 １ 实测数据比较
测试项目
测试条件 ２４Ｖ 支路 ±１２Ｖ 支路
５Ｖ支路
输出纹波
未采用 采用 ＬＭ３５０
ＬＭ３５０
１％
＜０．５％
１％＜０．４％
Δ＝１Ｖ ８％
１％
＜０．３％
输出电压调整率
Vｉｎ＝４００Ｖ×６００Ｖ
未采用 ＬＭ３５０
采用 ＬＭ３５０
Δ＝１．２Ｖ Δ＝２００ｍＶ
５％
０．８％
ＵＣ３８４４ 典型外围电路如图 ２ 所示。ＵＣ３８４４ 的内阻大 约 ３０ｋ，它的启动电压可以由主电路输入电压经过 R１、R２、 R４、R（芯片内阻）分压而得到，由图 ２ 可以知道，Ａ 点电 压的计算公式为 ：
4 调整电压精度
传统的 ＵＣ３８４４ 用于反激变换器采用离线式结构，这种 方式电路简单，整个补偿网络只由 ＰＩ 电路构成，参数选择 简便。但是由于反馈不直接从输出电压取样，所以输出电压 仍有很大的纹波，一般为 ±２％，负载变化时，输出电压变 化大、响应慢，不适用于精度要求高或负载变化大的场合。 在精度要求较高的时候，则要通过稳压来调整输出精度。本 文借助于可调三端稳压器 ＬＭ３５０ 来满足精度要求。ＬＭ３５０ 最大输出电流可以达到 ３Ａ，电压调整范围为 ｌ．２Ｖ￣３３Ｖ，图
叙 词 ：双管正激，多路输出，开关电源
中图分类号 ：TN86 文献标识码 ：B 文章编号 ：1606-7517(2013)10-3-124
1 引言
在中等容量的开关电源中，双管正激变换器有比较明
显的优势，它克服了单管正激变换器开关管电压应力过高
的缺点，而且不需要特殊变压器磁复位电路。更重要的是，
基于 ＵＣ３８４４ 的多路输出双管正激电源设计
Multi-output Duodiode Forward power Supply Design Base on UC3844
石晓丽，张代润，黄念慈，郑 越
四川大学电气信息学院 成都 ６１００６５
摘 要 ：介绍了一种基于 ＵＣ３８４４ 集成芯片实现双管正激多路输出的电路，分析了电路的工作原理，并介绍了电路启动 和控制设计方法，该控制方法简单，成本低，工作频率高，实用性强，同时设计了两种输出方案来满足不同需要， 与一般的双管正激相比有较高的实用价值，实验证明效果良好。
其中 IＡＪＤ＝５０μＡ，R１＝２４０Ω，通过调整可调电阻 R２ 来对 输出稳压值进行调节。电路中输出滤波电容 C２ 的存在， ＬＭ３５０ 对输入到 ＬＭ３５０ 的电压纹波非常敏感，因此在输
PＲ１＝I２×R１＝（１０－３）２×３００×１０３＝０．３Ｗ
入端增加旁路电容 C１ 来削弱输入电压纹波的影响。
压器设计为升压型，变比为 １６∶１８，输出端采用 １５Ｖ 稳压
ＵＣ３８４４ 电流 ＰＷＭ 模式集成控制芯片广泛用于中小功率 管对驱动信号进行稳压。
的 ＤＣ－ＤＣ 开关电源，ＵＣ３８４４ 内部主要由 ５．０Ｖ 基准电压源、 振荡器、降压器、电流检测比较器、ＰＷＭ 锁存器、高增益 Ｅ／Ａ 误差放大器和用于驱动功率 ＭＯＳＦＥＴ 的大电流推挽输出 电路等构成，启动 ／ 关闭电压阀值为 １６Ｖ／１０Ｖ，输出最大占 空比为 ５０％，工作频率 ０￣５００ｋＨｚ，驱动能力达 ±１Ａ。
经过实验测试，两种方案可以满足不同场合需求。
特种工业电源。 郑越，男，１９８４年生，硕士生，研究方向为电力电子
参考文献
与电力传动。
[1] 刘胜利．高频开关电源实用新技术[M]．北京：机械工业出版
社，2006．
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图 １ 由 ＵＣ３８４４ 控制的多路输出双管正激开关电源
启动，直接采用变压器输出端反馈，控制电路简单，电路
输出采用 ＬＭ３５０ 调整电压精度。
2 变换器工作原理
Ｄ９ 构成高频变压器原边缓冲电路，用以限制开关管漏极因 高频变压器的漏感而可能产生的尖峰电压，Ｄ９ 选用超快恢 复二极管，恢复时间为 ７５ｎｓ。变压器原边的直流输入电压、
图 ２ ＵＣ３８４４ 的典型外部接线图 图 ３ ＵＣ３８４４ 的双管驱动图
图 ４ ＬＭ３５０ 的典型外围电路
5 实验结果及分析
实验电路参数 ：对应于输入输出电压 ４００Ｖ￣６００Ｖ ： ２４Ｖ、±１２Ｖ、５Ｖ，主变压器原副边变比为 ７５∶６、３、１， 由于本文设计的反馈是 ２４Ｖ 支路绕组反馈，其它支路的采 用 ＬＭ３５０ 对输出稳压。
４ 为 ＬＭ３５０ 的典型应用图，输出电压计算式为 ：
ＵＣ３８４４ 的 启 动 电 压 为 １６Ｖ， 式 中 R＝３０ｋ，R２＝２０ｋ， R４＝４．７ｋ，可计算出，当 R１＝３００ｋ 时，VＣＣ＝４００Ｖ 电路开始工作。 ＵＣ３８４４ 启动时电流不到 １ｍＡ，启动过程中电阻 R１ 所消耗 的功率大约为 ：
在双管正激变换器中，两开关管是同步的，因此采用
变压器分两路来同时给开关管驱动信号，接线如图 ３ 所示。
ＵＣ３８４４ 正常工作时的电源和电压反馈由主变压器的反馈
绕组提供 ；除此之外，通过小电阻对开关管电流进行采样，
作为 ＵＣ３８４４ 的电流反馈信号。ＵＣ３８４４ 输出驱动脉冲为
１５Ｖ，输出电流可到 １Ａ，考虑到变压器及元件的压降，变
本文设计的变换器输出功率 ２００Ｗ，工作频率 ５０ｋＨｚ， 原边绕组的感应电压以及由变压器的漏感而产生的尖峰电
工作范同 ４００Ｖ￣６００Ｖ，输出 ４ 路分别为 ２４Ｖ、±１２Ｖ 和 ５Ｖ。 压，三者叠加在一起，其值可能超过 ＭＯＳＦＦＥＴ 的额定电压，
图 １ 是变换器的原理图，主电路是双管正激变换器， 所以必须在开关管的 ＤＳ 极增加钳位电路和吸收电路，用以
6 结语
实验结果表明，本文设计用 ＵＣ３８４４ 控制的多路输出 双管正激变换器具有稳定性好。使用大电阻 R１ 分压来调整 电路启动电压值，控制电路简单可靠，实用性强，适用于 宽范围电压输入场合。同时为适合不同的精度要求，设计 了两种方案，一种是精度要求较低时直接由变压器整流输
2013.10·磁性元件与电源 125
Δ＝１２０ｍＶ
１．２％
Δ＝３００ｍＶ Δ＝５０ｍＶ
６％
１．０％
图 ７ 未采用 ＬＭ３５０ 稳压，输入压 ４００Ｖ 时的 １２Ｖ 支路输出波形
图 ５ 输入电压 ４００Ｖ 时开关驱动信号
图 ８ 采用 ＬＭ３５０ 稳压，输入 ４００Ｖ 时的 １２Ｖ 支路输出波形
[2] 张志薇，吴辉，贲洪奇．基于UC3844的多路输出IGBT驱动电源 设计[J]．电源技术应用，2006．