基于UC2845单端正激式开关电源设计

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一款基于UC2844的单端反激式高频稳压开关电源

一款基于UC2844的单端反激式高频稳压开关电源

一款基于UC2844的单端反激式高频稳压开关电源
摘要:本文设计了一种以UC2844电流型PWM控制器控制,多路输出的单端反激式开关电源。

根据UC2844的电流控制模式给出以单端反激式拓扑结构和峰值电流PWM技术为基础的设计方法,通过测试得到的信号波形说明了本方法设计出的开关电源可以减小纹波和提高电源效率,保证电压的稳定输出。

 随着电力电子技术的高速发展,功率器件的不断更新,PWM技术的发展日趋完善,使开关电源在通讯、航空、航天、工业自动化及仪表仪器等领域得到了广泛的发展。

其中,以电流型PWM(脉宽调制)控制器为核心的高频开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、线路简洁、可靠性高以及具有较强的自动均衡各路输出负载的能力等优点,非常适合用于中小功率的场合,越来越受到市场的青睐。

 本文设计了一种以单端反激式拓扑结构和峰值电流PWM技术设计的新式开关电源,它可以更加有效地减小纹波和提高电源效率,保证了稳定电压的输出。

 反激式高频稳压开关电源的设计
 电源电路主要由单端反激式变换电路和PWM控制电路两部分组成。

设计的目的是将交流电压经过整流滤波后的直流电压转换成两路24V和3.3V的输出,实现对负载的供电。

整体思路是:电流型PWM控制器UC2844通过对电流电压的检测,改变输出电流信号,调整变换器中的开关管导通与截止,从而改变变换器中的峰值电流,达到调节输出电压的目的,保证24V和3.3V的稳定输出。

在整个设计中,以UC2844为核心的反馈控制电路是关键,具有动态响应快、外围电路简单等优点,可以精准、快速地调节输出电。

基于UC2845单端正激式开关电源设计

基于UC2845单端正激式开关电源设计

158·技术应用基于UC2845单端正激式开关电源设计李 祥 洪 浩 邱力军(西京学院控制工程学院,陕西 西安 710123)摘 要:本文论述一种采用UC2845为控制芯片的开关电源,介绍了正激式变压器的工作原理,并给出相关设计电路。

关键词:UC2845;单端正激;开关电源作者简介:李祥(1990.11-),男,西京学院控制工程学院,研究生。

开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管占空比来维持稳定输出电压的一种电源,其中高频开关式直流稳压电源具有效率高、小型化、输出稳定、高可靠性等突出优点,在工业设备、军工装备、科研仪器、LED照明等领域得到广泛应用。

1 UC2845芯片UC2845是一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片,为设计人员只需最少的外部器件就能获得成本效益高的方案。

该集成电路的特点包括可微调的振荡器、可精准控制占空比、参考欠压锁定、高效益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱式输出,采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式,是驱动功率MOSFET的理想器件。

2 开关电源设计⑴系统参数及电路设计。

本文设计的电路参数为:输入电压为市电220V/50HZ,输出电压为直流5V/40A,工作频率50~100KHz。

整个电路由EMI滤波电路、整流滤波电路、高频变压器、电流检测和反馈补偿电路等几部分组成,其原理图如图1所示:⑵单端正单端正激式变压器原理。

本文采用单端正激式。

所谓单端,是指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧,磁同单向变化。

所谓正激,在开关功率管导通时,后级整流二极管D2导通,依同名端工作关系,初级线圈上的电能通过磁芯耦合传输给次级绕组,并通过后级整流二极管传递到输出端;在开关功率管关断时,续流二极管和储能电感构成放电回路,继续对负载供能。

⑶UC2845外围电路设计。

振荡器频率由接在UC2845的4脚上的电阻R20和电容C12决定,振荡器频率为:f=1.72/(R20*C12),假若工作频率小于20KHz进入音频范围,则噪声较大,纹波增大;若开关频率较高时,开关损耗增大,系统效率降低,且电路对EMC的要求增大。

UC2845的应用和PWM变压器设计

UC2845的应用和PWM变压器设计

UC284芯片资料介绍及维修方法和设计汇总第一节:UC2845D 芯片介绍① 管脚介绍Unitrode 公司的UC2845D (是贴片)是一种高性能固定频率电流 型控制器,包含误差放大器、PW 比较器、PW M 存器、振荡器、内部 基准电源和欠压锁定等单元,其结构图45D1脚:是误差放大器的输出端,外接阻容元件用于改善误差放器的 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(控制)电压,误差(控制)电压变大,第6 脚输出脉冲变窄,占空比降低,抑制输出电压的增加,从而使输 出电压稳定,而控制脉冲宽度,脉宽越宽,电源输出电压越高,Vref 比较器高低门限为 36V/3.4V 。

3脚:电流检测输入端。

在外围电路中,在功率开关管(如MoS f )的源 极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电压,此电压送入3脚,控制脉宽。

此外,当电源电压异常时,功率开关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V 时,缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态,UC2845就停止输出,有效地保护了功率开关管。

4脚: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 =当上电后,5VD (通过Rt 电阻给Ct 充电,使④脚电压近 (Rt?C )似线性上升,当电压上升到2.8V 时,在振荡器内部,将定时电容器CT 上的电压突然放掉,当电压下降到1.4V 时,电压又开始上8 127 6 34 5升,这样就形成一个锯齿波电压。

5脚:为公共地端。

6脚:为推挽输出端,输出的频率是振荡频率的1/2,内部为图腾柱式, 上升、下降时间仅为50ns,驱动能力为士1A。

7脚:Vcc 是电源。

VC©匕较器上下门限分别为:8.4V/7.6V ,UC2845最小工作电压为8.2V,此时耗电在1mZ 以下。

输入电压可以通过一一 个大阻值电阻从高压降压获得。

芯片工作后,输入电压可在 7.6V 〜36V 之间波动,(内部有一个36V 勺齐纳二极管作为稳压管,从VC (连接至地,它的作用是保护集成电路免受系统启动或运行期间所产生的过高电压的破坏),低于7.6V 就停止工作。

uc2845内部工作原理

uc2845内部工作原理

uc2845内部工作原理
UC2845是一种脉冲宽度调制(PWM)控制器,通常用于开关电源的设计。

它是一款经典的固定频率PWM控制器,广泛应用于开关电源、逆变器和其他电源应用中。

以下是UC2845的内部工作原理的基本概述:
1. 反馈控制:UC2845内部包含一个误差放大器,用于比较输出电压与设定的参考电压。

通过反馈电路,误差放大器生成一个电压误差信号,该信号用于调整PWM的占空比,以稳定输出电压。

2. PWM控制: UC2845通过比较反馈电压和三角波信号来生成PWM信号。

三角波信号是通过内部的三角波发生器产生的。

比较器将反馈信号与三角波信号进行比较,产生一个脉冲宽度调制的信号,该信号控制开关管的导通时间。

3. 频率控制:UC2845通常是一个固定频率的PWM控制器,但其频率可以通过外部元件(如电阻和电容)进行调节。

通过控制这些外部元件,可以调整PWM控制器的工作频率。

4. 反馈保护:UC2845通常包含一些内部的保护功能,如过载保护和过压保护。

这些保护机制可以确保开关电源在异常情况下能够安全运行。

总体而言,UC2845通过比较反馈信号和三角波信号,通过PWM调整开关管的导通时间,以稳定输出电压。

其内部集成了许多功能块,如误差放大器、三角波发生器、比较器等,以提供一个稳定而可靠的PWM控制器。

设计师可以通过外部元件来调整其频率和其他参数,以
满足具体应用的需求。

请注意,具体的工作原理可能会因不同型号或厂家而异,因此详细的信息需要参考UC2845的数据手册。

UC2845的应用

UC2845的应用

VCC 7GND 5REF_5V 8VFB 2Comp 1Isense 3Output 6Rt/Ct 4UC2845D UC2845芯片资料介绍及维修方法和设计汇总第一节:UC2845D 芯片介绍①管脚介绍Unitrode 公司的UC2845D(D 是贴片)是一种高性能固定频率电流型控制器,包含误差放大器、PWM 比较器、PWM 锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元,其结构图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(控制)电压,误差(控制)电压变大,第6 脚输出脉冲变窄,占空比降低,抑制输出电压的增加,从而使输 出电压稳定,而控制脉冲宽度,脉宽越宽,电源输出电压越高, Vref 比较器高低门限为:3.6V/3.4V 。

3脚: 电流检测输入端。

在外围电路中,在功率开关管(如Mos 管)的源 极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电 压,此电压送入3脚,控制脉宽。

此外,当电源电压异常时,功率开 关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V 时,缩小脉冲宽度 使电源处于间歇工作状态,UC2845就停止输出,有效地保护了功 率开关管。

4脚: 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 = 1.72(Rt ∗Ct)当上电后,5VDC 通过Rt 电阻给Ct 充电,使④脚电压近似线性上升,当电压上升到2.8V 时,在振荡器内部,将定时电容 器CT 上的电压突然放掉,当电压下降到1.4V 时,电压又开始上升,这样就形成一个锯齿波电压。

5脚: 为公共地端。

6脚: 为推挽输出端,输出的频率是振荡频率的1/2,内部为图腾柱式, 上升、下降时间仅为50ns,驱动能力为±1A 。

UC2845的管脚图7脚: Vcc 是电源。

VCC 比较器上下门限分别为:8.4V/7.6V ,UC2845最 小工作电压为8.2V ,此时耗电在1mA 以下。

基于UC2844的单端反激电源原理及波形

基于UC2844的单端反激电源原理及波形

单端反激拓扑的基本电路单端反激拓扑的基本电路(b)为Q1电流,(c)为次级整流二极管电流,(d)为Q1的Vce电压工作原理如下:当Q1导通时,所有的次级侧整流二极管都反向截止,输出电容(Co、C1)给负载供电。

T1相当于一个纯电感,流过Np的电流线性上升,达到峰值Ip。

当Q1关断时,所有绕组电压反向,次级侧整流二极管导通,同时初级侧线圈储存的能量传递到次级,提供负载电流,同时给输出电容充电。

若次级侧电流在下一周期Q1导通前下降到零,则电路工作于断续模式(DCM),波形如上图(b)(c)(d),反之则处于连续模式(CCM)电流模式控制芯片UC2844/3844内部框图如下工作时序图如下开关电源启动时输出时序不正确的案例:电动汽车驱动板有两路开关电源,如下图开关电源1的UC2844启动电路,其输出包含VDD5开关电源2的UC2844启动电路,其输出包含+5V电路尽管两路开关电源的启动电路中电容都是200uF,充电电阻是30kΩ,但由于开关电源2中D26的存在,使得开关电源2充电快,先开始工作,导致光耦U24的副边电源+5V比原边电源先建立。

当光耦U24的副边电源比原边电源先建立时,光耦会输出负压(V out+相对于V out-的电压),如下图。

CH1:VDD5电压CH2:+5V电压CH3:U31 pin6CH4:U31 Pin7光耦的负压会让运放U20输出一段600mV的负压,如下图U20 Pin1电压这段负压输入到控制板的比较器U5反向输入端,此时GENERATRIX信号的电压为-470mV,这个电压已经超过了比较器允许的最大负压(器件资料规定输入负压不得大于0.3V),在环境温度超过73℃时,-470mV的电压会导致比较器U5输出异常。

高温上电报Er004故障分析报告.docxSIZE-D旧版开关电源UC2844电路1、电路正常工作时(1)启动初始开始的一段时间Pin1电压维持在7.2V,原因:(1)+15电压较低,反馈电路的光耦U17初级侧的二极管两端电压未达到导通门限,因而U17次级侧阻抗无穷大(开路)(2)2844的Pin2(内部误差放大器“-”端)接地,因此误差放大器输出为高电平,电压由芯片内部决定注:UC284X/UC384X芯片资料中误差放大器输出高电平的典型值为6.2V,测量其他产品开关电源启动时Pin1电压也都在6V左右,唯有这个电路Pin1电压偏高,但器件资料并没有给出高电平的最大值CH1:UC2844 Pin1CH2:UC2844 Pin3CH3:MOS驱动CH4:+15V这段时间Pin1电压为7.2V当Pin1电压为7.2V时,Pin3电压达到1V则电流取样比较器输出翻转为高,驱动关闭。

基于UC3845的单级反激式开关电源的设计毕业论文

基于UC3845的单级反激式开关电源的设计毕业论文

基于UC3845的单级反激式开关电源的设计毕业论文2015届毕业设计(论文)资料基于UC3845的单级反激式开关电源的设计教学部: 机电信息工程教学部专业: 电气工程及其自动化学生姓名: 朱赟学号1112180114 班级: 电气1101 助教职称的填写在第二行;如只有一位指指导教师姓名: 肖强晖职称研究员级高工导教师则去掉第二行,如有三位教师,职称则再添加一行最终评定成绩:2015年 5 月- 1 -湖南工业大学科技学院毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文,题目《基于UC3845的单级反激式开关电源的设计》是本人在指导教师的指导下,进行研究工作所取得的成果。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体,均已在文章以明确方式注明。

除此之外,本论文任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

本人完全意识到本声明应承担责任。

作者签名:日期: 年月日摘要随着电力电子技术的迅速发展,开关电源以其小体积,高效率等优点而得到广泛运用。

传统开关电源普遍采用的是电压型脉宽调制(PWM) 技术,它有较多的自身缺陷,比如稳定性不好、寿命短、响应速度慢,,而且当用于大功率应用时,信号变化大会产生干扰,还会造成功率管损坏等故障。

而对于一个既实用又稳定可靠的开关电源而言,核心控制电路模块是其整个开关电源是否能够真正达到稳定可靠的关键所在。

论文采用单端输出的电流型控制芯UC3845作为本设计开关电源的核心控制器。

这种芯片基于电流型PMM技术。

相比电压型PWM,电流型PWM具有更好的负载调整率和电压调整率,系统的动态特性和稳定性也得以显著改善,特别是其内在的限流能力和并联均流能力使整个控制电路变得简单可靠。

通过对峰值电流控制模式进行分析和计算,利用电流控制模式进行外环电压信号采样和内环电流信号采样,通过简单而有效的斜率补偿电路和驱动电路,可实现电路的过流保护,磁通平衡,负载调整率等,具有动态响应速度快和内环电流环工作稳定特点。

UC2845的应用和PWM变压器设计

UC2845的应用和PWM变压器设计

UC2845D UC2845芯片资料介绍及维修方法和设计汇总第一节:UC2845D 芯片介绍①管脚介绍Unitrode 公司的UC2845D(D 是贴片)是一种高性能固定频率电流型控制器,包含误差放大器、PWM 比较器、PWM 锁存器、振荡器、内部基准电源和欠压锁定等单元,其结构图1脚: 是误差放大器的输出端增益和频率特性。

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(控制)电压,误差(控制)电压变大,第6 脚输出脉冲变窄,占空比降低,抑制输出电压的增加,从而使输 出电压稳定,而控制脉冲宽度,脉宽越宽,电源输出电压越高, Vref 比较器高低门限为:3.6V/3.4V 。

3脚: 电流检测输入端。

在外围电路中,在功率开关管(如Mos 管)的源 极串接一个小阻值的取样电阻,将脉冲变压器的电流转换成电 压,此电压送入3脚,控制脉宽。

此外,当电源电压异常时,功率开 关管的电流增大,当取样电阻上的电压超过1V 时,缩小脉冲宽度 使电源处于间歇工作状态,UC2845就停止输出,有效地保护了功 率开关管。

4脚: 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 =1.72(Rt ∗Ct )当上电后,5VDC 通过Rt 电阻给Ct 充电,使④脚电压近似线性上升,当电压上升到2.8V 时,在振荡器内部,将定时电容器CT 上的电压突然放掉,当电压下降到1.4V 时,电压又开始上升,这样就形成一个锯齿波电压。

5脚: 为公共地端。

6脚: 为推挽输出端,输出的频率是振荡频率的1/2,内部为图腾柱式, 上升、下降时间仅为50ns,驱动能力为±1A 。

7脚: Vcc是电源。

VCC比较器上下门限分别为:8.4V/7.6V,UC2845最小工作电压为8.2V,此时耗电在1mA以下。

输入电压可以通过一个大阻值电阻从高压降压获得。

芯片工作后,输入电压可在7.6V~36V之间波动,(内部有一个36V的齐纳二极管作为稳压管,从VCC连接至地,它的作用是保护集成电路免受系统启动或运行期间所产生的过高电压的破坏),低于7.6V就停止工作。

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2开关电源设计
( 1 ) 系 统 参 数 及 电 路 设 计。本 文 设 计 的 电路 参 数 为 : 输
入 电压 为市 电2 2 0 V / 5 0 H Z , 输 出电压 为直 流5 V / 4 0 A , 工作频 率
波特性 , 断 电后还能使电源的进线端L 、 N 不带 电, 保证使用的安

技 术 应 用
基于UC 2 8 4 5 单端正激式开关电源设 计
李 祥 洪 浩 邱力军( 西京学院 控制工 程学院, 陕西 西安 7 1 0 1 2 3 )
摘 要: 本文论 述一种 采用U C 2 8 4 5 为控 制芯片的开关电源, 介绍了 正激 式变压 器的X - 作原 理, 并给 出 相 关设计 电路
全性。
( 5 ) 反馈电路设计。 过流保护电路是由R 2 ห้องสมุดไป่ตู้ 、 R 2 2 、 R 2 3 以及C l l
R 2 2 、 R 2 3 上 的电压反映了电流瞬 时值, 当开关电源发 生过 5 0  ̄I O O K H z 。 整个 电路 由E M I 滤波 电路、 整流滤波 电路、 高频变 组成 。 电流时, Q 1 漏极的电流会增大, U R S 会增大, U R S 接 入U C 2 8 4 5 的保 压器 、 电流检测和反馈补偿 电路等几部分组成 , 其 原理 图如 图1 护输入 端3 脚, 当U R S = I V 时, U C 2 8 4 5 芯片的输 出脉冲将关 断。 通 所示: 过调节R 2 1 和R 2 2 、 R 2 3 分压 比可以改变开关管的限流值 , 实现电
关键 词: U C 2 8 4 5 ; 单端 正激 ; 开关电源
开关电源 是利用现代 电力电子技术 , 控制开关管 占空比来 6 7 . 8 K H z 。 维持稳定输 出电压 的一种 电源, 其中高频开 关式直流稳压电源 设备、 军工装备、 科研仪器、 L E D 照明等领域得到广泛应用。 为了降低功耗 , U C 2 8 4 5 采用两条供 电电路, 一条是启动时 正常工作情况下的驱动 电流很大, 所以由变压器分一 个绕 组进 行供电, 可以降低功耗, c 5 起储 能和滤波作用, 因为U C 2 8 4 5 的瞬
( 2 ) 单端 正单端正激 式变 压器原理。 本文采用单端正激 式。 所谓单端, 是指 高频变压器 的磁芯仅工作在磁滞 回线 的一侧 ,
磁同单向变化。 所谓正激 , 在开关功率管导通时, 后级 整流 二极 管D 2 导通 , 依 同名端工作关系, 初级线 圈上 的电能通 过磁芯耦
为了输出满载时, 调整输 出电压 。 ( 6 ) 设计 技巧。 吸收 回路 的设 计: 变压器一 次侧 两端、 辅 助 绕 组整流二极管两端、 输出整流二极管两端和续流二极管两端 均设计有相应的R c 吸收 回路 , 避免过高 的尖峰击 穿管子和烧 坏
具有效率高、 小型化 、 输出稳定、 高可靠性等 突出优 点, 在工业 通过R 7 、 R 8 、 R 9 供 电, 另一条是启动后辅助 电源供电。由于 电源
1 UC 2 8 4 5 芯片
所 以c 5 取值 就比较大 为l O O u F , R 7 、 R 8 、 R 9 为3 U C 2 8 4 5 是一种高性能单 端输 出式电流控制 型脉宽调制器 态驱动功率较大 , 个4 7 0 K 电阻并联。 芯片, 为设计人员只需最少 的外 部器件就能获得成本效益 高的 方 案。 该集成 电路 的特点包括可微调 的振荡器 、 可精 准控制 占 ( 4 ) E M I 滤波电路。 为减 小体积、 降低成 本, 一般采 用简易式 M I 滤波 器J 能有 效抑制 开关 电源 的电磁 干扰 , L 1 、 C X 1 和 空比、 参考欠压锁 定、 高效益误 差放大器 、电流取样 比较 器和 单级E X 2 用来滤 除共模干扰, C Y 1 和C Y 2 滤 除差模干扰 。 R 1 、 R 2 为泄放 大电流 图腾柱式输 出, 采 用固定工作频率脉冲宽度可控调制方 C 式, 是驱动功率M O S F E T 的理想器件。 电阻, 可将电容上积累的电荷泄放掉 , 避免 因电荷 积累而影 响滤
流瞬时值的逐 周期保护 比较 , 属于限流 式保护。 输 出电压通 过稳 压器T L 4 3 1 和 光 电耦 合器P C 8 1 7 C 反馈 到
U C 2 8 4 5 的2 脚, 调节分压 电阻R 3 4 、 R 3 5 和R 3 7 , 可 以调 节输 出电
压, 达 到较高 的稳压精 度。 当输 出电压稳定 时, U C 2 8 4 5 的2 脚
I R 3 5 ≥l O O I r e f = O . 2 m A , 则R 7 ≤2 . 5 v / o . 2 m A = 1 2 . 5 K , 以忽 略 I r e f , 图1 电路 原 理 图
但分压电阻也不宜取得太小, 以免功耗过大 , R 3 7 并在R 3 5 ) = , 是
输 出电容的均流 问题: 因为输出的4 0 A 电流 , 由输 出 合传输给次级绕组 , 并通过 后级整流二极 管传递到 输出端 ; 在 电路器件。 电容提 供, 为使各输 出电容提供 的电荷尽可能相等, P C B 布线采 开关功率管关断时, 续流二极管和储 能电感构成放 电回路 , 继 用输出电容均流的布线技巧。 续对 负载供能。
电 ̄V f b = 2 . 5 V , 故I c = 2 . 5 v / l k = 2 . 5 m A , 由P C 8 1 7 C 的特 性 图表 知 I f = 2 m h 。 根据 经验 , I f 一般取2 —2 0 m A , R 3 8 一般 选取几百欧,
另外, T L 4 3 1 的正常工作 电流为1 一 l O 0 m A , I r e f = 2 u A , 通 常让
( 3 ) U C 2 8 4 5 ) b 围 电路设 计。 振 荡器频 率 由接在 U C 2 8 4 5 的 3 小 结 在开关电源 的设计中, U C 2 8 4 5 是整个变换器的关键部分, 4 脚上 的电 阻R 2 0 和 电容c 1 2 决定, 振 荡器 频 率为 : f = 1 . 7 2 / W M 控制单元, 为设计人员只需最少的外 部器件就能获 ( R 2 0 . C 1 2 ) , 假若工作 频率 小于2 0 K H z 进 入音频 范 围, 则噪声 其 杨 是P
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