384X实现超宽输入电压反激式开关电源的设计
超宽输入电压反激式开关电源的设计 Super Wide Input Voltage Range,Off-Line FlybackSwitching Power Supply Design飞兆科技股份有限公司 杨恒(200070)摘要:一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1:3的关系,即90-264V AC ,而当要输入电压范围更宽时,例如1:6.6,即90-600V AC 时,传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。
本文介绍了利用压控振荡器(VCO)的控制方法,来实现非常宽的输入电压范围。
当输入电压变化时,变压器反馈绕组的电压也变化,使控制IC 的振荡频率作出对应的调整,以满足非常宽的输入电压的要求。
叙词:反激式开关电源,,压控振荡器(VCO),定频率,变频率。
1. 引言现在有许多方面的问题困扰着电源设计工程师。
例如,正激式变换器的输入电压变化范围较小,仅为90-130V AC ;或180-264AC ;而使用升压模式的变换器输入电压范围也只能适合与90-270V AC ,任何要满足更高的输入电压范围的产品则必须重新设计。
公司生产产品的目的是满足市场的需要,如产品的成本很高,对消费者来说都将是难以接受的。
附加的产品功能不但对企业来说是必须的;而且对用户来说也是可接受的。
一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1:3的关系,即90-264V AC ;而当要输入电压范围更宽时,例如1:6.6,即90-600V AC 时,传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。
本文介绍了利用压振荡器(VCO)的控制方法,来实现非常宽的输入电压范围的要求。
当输入电压变化时,变压器反馈绕组的电压也变化,使控制IC 的振荡频率作出对应的调整,以满足非常宽的输入电压的要求。
2. 固定频率与压控振荡器(VCO)控制方法的比较 2.1固定频率电流型控制方法固定频率电流模式的反激式开关电源变换器的输出功率一般小于150W ,图1是该模式变换器的框图。
由图1可见,反激式开关电源变换器主要由反激式变压器(储能电感);功率开关管;输出整流与滤波电路;电压反馈电路和固定频率振荡器等部分组成。
起动电路电压基准误差放大器+-反激式变压器振荡器输出驱动功率开关管电流侦测元件前沿尖峰抑制峰值电流比较器R SQ时钟输出整流与滤波电压反馈电路反馈电压输出电压+Vin(直流)图1 固定频率,电流模式,反激式变换器框图图2为反激式变换器简图。
反激式开关电源变换器在轻负载时电流呈不连续状态;重负载时呈连续状态。
不连续状态是一种变压器T 的储能释放完的状态;连续状态则是一种在变压器储能没有完全释放完时就接着供给的一种方式。
其条件是当L N2≧V O *T OFF 2/2I O T 时,为不连续状态;输出电压V O 和功率开关管的峰值电流(I pri )分别为: V O =(N 2/N 1)*(T ON /T OFF )*V INIpri=Vin*Ton/L N1而连续状态状态的条件是:L N2<V O T OFF 2/2I O T分别用下式表示V O 和I priV O =(N 2/N 1)2*(Vin 2Ton 2)/2L N2I O TI pri =(P O /Vin)*(2T/T ON ) 不管是工作在连续型还是不连续型一次电感电流均按Vin/Lpri 线性变化。
连续状态下,主开关元件和变压器的利用率都会提高。
电流在一次线圈和二次线圈都会发生断续,且输出电容器的纹波电流大。
由于连续型和不连续型的控制特点不同,所以设法使系统稳定就显得很重要。
图3示出在不同输入电压时的变压器一次侧峰值电流的变化情况。
由图可见,采用电流模式控制IC 的缺点是:由于输入电压的不同,使变压器电感电流的线性变化率不同,因此功率开关管的导通时间也完全不同;在高压输入时功率MOSFET 管的导通时间很短,仅为300-600nS,功率MOSFET 管流过的瞬时峰值电流非常大;在功率MOSFET 管关闭时可能发生饱和状态。
结果使功率转换在导通时不能线性地打开,导致变换器的效率下降和可靠性降低。
2.2压控振荡器(VCO)电流型控制方法正因为固定频率-电流模式的反激式变换器有上述缺点,我们必须采用新的方法来设计。
采用的新方法是改变开关的导通时间和改变频率。
原理框图如图4。
我们知道,压控振荡器就是在振荡电路中采用压控元件作为频率控制器件。
若用直流电压作为控制电压,压控振荡器可制成频率调节十分方便的信号源。
压控元件一般都是用变容二极管,它的电容量受到输DC ++-Vin控制电路TQ Ipri图2 反激式变换器简图RinRsc起动电路电压基准误差放大器+-反激式变压器输出驱动功率开关管电流侦测元件前沿尖峰抑制峰值电流比较器RSQ时钟输出整流与滤波电压反馈电路反馈电压输出电压+Vin(直流)图4 宽输入电压范围,电流模式,反激式变换器框图电压转换器控制压控振荡器(VCO)初级电流输入电压高输入电压低时间峰值电流图3 不同输入电压时的峰值电流入电压Vc(t)的控制;Vc 变化时,即引起振荡频率f 0变化。
因此,压控振荡器事实上就是一种电压-频率变换器,它的特性可用瞬时振荡频率fv 与控制电压Vc 之间的关系曲线来表示,如图5所示。
图上的中心频率f 0是在没有外加控制电压时的固有振荡频率在一定范围内, fv 与Vc 之间是线性关系。
在线性范围内,这一线性曲线可用下列方程表示:fv(t)= f 0+KvVc(t);式中, Kv 是特性曲线的斜率,称为VCO 的增益或灵敏度;它表示单位控制电压所引起的角频率变化的大小。
本设计中使用的主要方法是:去除基准电压对定时电阻的控制,引入一可变电压给定时电阻和误差放大器。
电压转换器设置在误差放大器后与VCO 之间。
用一个简单的3.3V 稳压管放在误差放大器后来接受整个的输出电压的变化。
当输入电压最低,而输出功率满载时,开关管的占空比将超过50%(Duty cycle),VCO 的输入电压将达到7.7V。
C7是起动时的定时电容,R10是定时电阻,它们决定了最大工作频率,本案选220P,R10选27K Ω,振荡频率为140KHz。
当VCO 的输入电压大于3.3V,VCO 开始振荡,该振荡器可产生锯齿状波形,其频率由与4脚相连的电阻与电容决定。
振荡器由最高的频率F MAX 140KHz 开始起振,之后频率逐渐下降,一直到最小频率F MIN 75KHz。
3.超宽输入电压范围设计实例 3.1基本技术参数输出功率:Po=(5.0V)(1.0A)+(12.0V)(1.0A)=17W直流输入电压:Vin(low)=1.414*Vin-ac(low)=1.414*90Vac=127VDC Vin(hi)=1.414*Vin-ac(hi)=1.414*600Vac=854VDC最大平均输入电流:Iin-av(max)=Pout/(η*Vin(min)=17/(0.8*127)=167mA(设转换效率为80%)峰值电流:Ipk=5.5*Pout/Vin(min)=5.5*17/127=0.74A(设定最高工作频率为140KHz) 3.2变压器的设计不同厂商生产的磁芯和不同型状的磁芯在性能上有所差异。
因最高输入直流电压为854VDC,要考虑绕线窗口面积与绝缘的关系,本设计采用中心截面积Ae 为30.5mm 的E-E 30磁芯。
变压器初级电感为:Lpri=(Dmax*Vin(min))/(Ipk*Fmax)=0.5*127/0.74*140=613uH(设最大占空比Dmax 为50%)f 0Vcfv图5 压控振荡器特性曲线LNFGFUSE Rt 90-600VAC C1104/1KV L1C 2104/1K V C3,C4473/3KV*2D1-D41N4007*4C5100uF/450VC6100uF/450VR1470K/0.5W R2470K/0.5W R3470K/0.5W 470K/0.5W R4R5R6R7R882K/0.5W 82K/0.5W 82K/0.5W 82K/0.5W R16100K/0.5WC 9102/3K VD6MUR1100763R12R134125+12V+5V GNDD9MBR370C13C12100uF/16V*2D8C14C11100uF/10V*2Q1MTB3N120E 680C8102R131.2/0.5WC7221R1027KD53.3V R111.8K U C 3845B NI C 110R151KR212.49KTL1TL431AC161.3uR177.5K R1932.4KC15153R20120R223.57KR2310/0.5W D7MUR 130C17223D10C1010uF/25V1N4148图6 宽输入电压范围反激式变换器原理图MOC8102?PC1?PC1T1EC30最低输入电压时的磁密为:最小空气隙为:变压器必需加空气隙,最大AL 值是100mH/1000T。
变压器初级电感需要的匝数为:选74匝。
二次侧的12V 是叠加在5V 上的,对控制IC 来说为辅助控制,用超快恢复整流二极管,匝数为:选8匝。
5V 绕组需要的匝数为:计算出变压器输出电压的误差总量与实际需要的输出电压是:+5V: +5.0V+12V: +10.1V,整流后的电压降。
因此对+12V 来说,由原来的8匝加到9匝;这样一来整流的输出电压可达到11.5V。
因输入电压很高,因此变压器的一次与二次的绝缘要求非常高,变压器绕线的结构如图7所示。
第一,对漏电安全要特别考虑(绕线宽度要小于窗口宽度);第二,850V 的输入高压通过一次线圈,隔离电压能在一次绕组与绝缘材料间引起放电;绝缘材料必需把临近的绕组完全包围。
第三,占空比的决定:占空比愈大,次侧匝数愈少,初侧匝数愈多,造成漏感ACR,DCR 都增加。
因此在设定占空比时并非愈大愈好;但占空比小了,高压时磁通密度更大,磁损增加;整流管反压增加,变压器利用率下降。
第四,在取得最佳圈数后,应反推ΔB(磁通量)是否合适。
此反推应以854VDC 最高压为之,以确认高压时磁芯不致饱和。
应查铁芯资料确认所使用的磁芯材料在工作温度及工作频率下的饱和点,预留足够的安全值。
在示波器上,观察90VAC 输入时的电流曲线。
当开关管电流曲线开始弯曲时表示变压器进入准饱和区,即将饱和此点应视不同的电流应用而取不同大点。
气隙加大,磁损加大。
因气隙愈大,磁滞曲线愈向两边延展(愈向H 靠近),此时能量传输区大了,但磁损也加大。
3.3输出滤波电容因是一个可变频率系统,考虑到对输出纹波的要求,因此所有计算滤波电容的值要按最低频率的要求来配置;输出电容的值决定于输出电流的要求,+5V 与+12V 的输出电容要根据最大输出电流的要求,计算方法为:分别选择两颗100uF 的电容并联(C11与C12;C13与C14)。
最新3845反激式开关电源设计汇总
3845反激式开关电源设计基于UC3845的反激式开关电源设计时间:2011-10-28 21:40:13来源:作者:引言反激式开关电源以其结构简单、元器件少等优点在自动控制及智能仪表的电源中得到广泛的应用。
开关电源的调节部分通常采用脉宽调制(PWM)技术,即在主变换器周期不变的情况下,根据输入电压或负载的变化来调节功率MOSFET管导通的占空比,从而使输出电压稳定。
脉宽调制的方法很多,本文中所介绍的是一种高性能的固定频率电流型脉宽集成控制芯片UC3845。
该芯片是专为离线的直流至直流变换器应用而设计的。
其主要特点是具有内部振荡器、高精度误差比较器、逐周电流取样比较、启动电流小、大电流图腾柱输出等,是驱动MOSFET的理想器件。
1 UC3845简介UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。
专为低压应用设计。
其欠压锁定门限为8.5v (通),7.6V(断);电流模式工作达500千赫输出开关频率;在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调;自动前馈补偿;锁存脉宽调制,用于逐周期限流;内部微调的参考源;带欠压锁定;大电流图腾柱输出;输入欠压锁定,带滞后;启动及工作电流低。
芯片管脚图及管脚功能如图1所示。
图1 UC3845芯片管脚图1脚:输出/补偿,内部误差放大器的输出端。
通常此脚与脚2之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
2脚:电压反馈输入端。
此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(2.5 V)进行比较,调整脉宽。
3脚:电流取样输入端。
4脚:R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。
通过一个电阻接Vref通过一个电阻接地。
5脚:接地。
6脚:图腾柱式PWM输出,驱动能力为土1A.7脚:正电源脚。
8脚:V ref,5V基准电压,输出电流可达50mA.2 设计方法如图2为基于U C3845反激式开关电源的电路图,虚线框内为UC3845内部简化方框图。
1)启动电压和电容的选择交流电源115VAC经整流、滤波后为一个纹波非常小的直流高压Udc,该电压根据交流电源范围往往可得到一个最大Udcmax,一和最小电压Udcmin 。
基于UC384_系列芯片的反激稳压电源的设计和分析_李海龙
度 ,通常取 200~300 A / cm2 ;η为变压器的转换效
率 ; Km 为窗口填充系数 ,一般为 0. 2 ~0. 4; Kc 为 磁芯的填充系数 ,对于铁氧体 Kc = 1. 0。
根据求得的 Ap 值选择余量稍大的磁芯 ,一般 尽量选择窗口长宽之比较大的磁芯 ,这样磁芯的
窗口有效使用系数较高 ,同时可以减少漏感 。
3. 2 变压器原边电感量 L p
Lp
= Um inDC Dmax Ts Ip k
式中 : Ts 为开关管的周期 ( s) ; Lp (H ) 。
3. 3 变压器的气隙 lg
lg
=
0.
4πLp
AeB2
Ip2k
式中 : Ae 为磁芯的有效截面积 (mm2 ) ; B 为磁芯 工作磁感应强度 ( T) ; Lp (H ) , Ipk (A ) , lg (mm ) 。 3. 4 变压器磁芯
1 UC3843 系列芯片介绍
UC3843 系列是美国 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与一般的 电压控制型脉宽调制开关电源相比具有过流限 制 、过压保护和欠压锁定等优点 。其主要功能有 :
①精确的恒流源控制振荡器 ,可精确控制占 — 42 —
UC3843 的 2 脚是内部放大器的反向输入 端 , 1脚是放大器的输出端 。通常在使用 UC 3842 做开关电源的驱动时 ,都是在 UC384 3 的 1、2 脚 之间加 RC网络及光耦 、431等作为电源的反馈控 制回路 。当输出端出现变化时 ,要依靠 431,光耦 的反馈信号进入放大器 2 脚 ,然后由误差放大器 把这个反馈信号电压与 UC3843 内部的 2. 5 V 基 准比较 ,将其之差进行高增益的放大 ,去精确的控 制导通占空比 。
基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现共3篇
基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现共3篇基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现1多端反激式开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源,其特点是功率密度高、效率高、成本低,且能够适应多种电压等级的电子元器件。
本文将介绍基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现。
开关电源的基本原理是将来自市电的交流电转化为直流电,并通过电感和电容构成的滤波电路,提供带有稳定直流电压和电流的电源。
反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,它通过电容和电感构成的反激电路来实现AC/DC转换。
UC3842是一款常用的控制集成电路,它能够对开关管的开关频率、占空比、电压反馈等进行精确控制,以保证反激式开关电源的工作稳定性和高效性。
该芯片还具备过流保护、过温保护等功能,非常适合用于电源控制电路中。
设计多端反激式开关电源的第一步是确定电路的架构和元器件。
通常根据输出功率、输出电流、转换效率等因素综合考虑,选择合适的电容、电感、二极管、开关管等元器件。
在此基础上,根据UC3842的控制信号要求,设计控制电路和反馈回路。
控制电路的设计是多端反激式开关电源设计的关键之一。
UC3842需要提供稳定的控制信号,以保证开关管工作的可靠性和高效性。
控制电路包括电流采样电路、电压采样电路等,可通过适当的电路参数设计和优化,提高控制系统的响应速度和稳定性。
反馈回路是另一重要的电路模块,它通过采集输出电压和电流信息,实现对开关管的控制。
反馈回路需要满足精度高、响应速度快的要求,以提高多端反激式开关电源的工作效率和准确性。
在确定电路架构和元器件之后,多端反激式开关电源的实现需要进行优化和验证。
这包括元器件的选型和参数设计、电路板的布局和线路走线、电磁兼容(EMC)测试等。
在实现过程中,还需要对反馈回路和控制电路进行修整和验证,并对开关电源的电源输出特性进行测试和分析。
总的来说,基于UC3842的多端反激式开关电源的设计和实现需要综合考虑多种因素,包括稳定性、效率、成本等。
基于UC3844的反激开关电源设计
基于UC3844的反激开关电源设计引言随着现代科技的飞速发展,开关电源正朝着小、轻、薄的方向发展。
反激变换器因具有电路拓扑简单、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小、成本低、性能良好、工作稳定可靠等优点,被广泛应用于实际变换器设计中。
以前大多数开关电源采用离线式结构,一般从辅助供电绕组回路中通过电阻分压取样,该反馈方式电路简单,但由于反馈不是直接从输出电压取样,没有与输入隔离,抗干扰能力也差,下面的设计采用可调式精密并联稳压器TL431配合光耦构成反馈回路,达到了更好的稳压效果。
1 UC3844芯片的介绍UC3844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与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有外围电路简单、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压保护和欠压锁定等优点。
其内部电路结构如图1所示。
该芯片的主要功能有:内部采用精度为±2.0%的基准电压为5.00V,具有很高的温度稳定性和较低的噪声等级;振荡器的最高振荡频率可达500kHz。
内部振荡器的频率同脚8与脚4间电阻Rt、脚4的接地电容Ct的关系如式(1)所列,即其内部带锁定的PWM(Pulse Width Modulation),可以实现逐个脉冲的电流限制;具有图腾柱输出,能提供达1A的电流直接驱动MOSFET功率管。
2 电源的设计及稳压工作原理单端反激变换器,所谓单端,指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧,并且只有一个输出端;反激式变换器工作原理,当加到原边主功率开关管的激励脉冲为高电平使MOSFET、开关管导通时,整流后的直流电压加在原边绕组两端,此时因副边绕组相位是上负下正,使整流二极管反向偏置而截止,磁能就储存在高频变压器的原边电感线圈中。
图2中MOSFET功率开关管的源极所接的R12是电流取样电阻,变压器原边电感电流流经该电阻产生的电压经滤波后送入UC3844的脚3,构成电流控制闭环。
UC384x系列构成的PWM式开关电源的电路分析与维修
电源技术应用
! " ! " # # 系列构成的 $%& 式开关电源的电路分析与维修
王立华%! 刘志军%! 王成军!! 宋书辉(
! 山东大学信息科学与工程学院 # 山东 济南 # 潍坊市自来水公司 # 山东 潍坊 # %" ! # " % " "$ !" ! ) % " ) %$ 中国联通有限公司潍坊分公司 # 山东 潍坊 # " (" ! ) % " ) %
收稿日期 ! ! " " # ! " $ ! % # 作者简介 !王立 华 ! # 男# 山 东 临 朐 人# 讲 师# 山东大 % & $ %’ " 学信息学院研究生在读 # 研究方向 $ 电子设计自动化 # 电源技 万方数据 术%
& & & $!! " ! " # % ! # & 系列介绍
& & & 固 定 频 率’ 电流 # $ ( + * ! ( * # 系列是高性 能 ’ 型单端输出式脉宽调 制 器 ( 该 系 列 1 $ 采用 I 1 % ! +’ 图 % 给出了其中 6 7 1 $ ! +’ 6 7 1 $ ! % * 等多种封装形式 # 两种封装的管脚排 列 ( 如 图 %! " 所示的为 ) 型封 0 装# 图 %! 所示的为 I 型封装! 图中 ) ( G" $ 为空 脚" 该系列 1 工作原理完全相 $ 芯片中各型号内部结构 ’ 同# 只 是 欠 电 压 封 锁 门 限 和 最 大 占 空 比 不 同( & & & 安装与调试简 # $ ( + * ! ( * # 系 列 外 围 电 路 简 单’ 便’ 性 能 优 良’ 价 格 低 廉# 可 直 接 驱 动 ’7 6功率开 关管和大功率双极 型 开 关 管 # 所以其成为开关电源 电路中最常用的集成电路之一 ( & & & $= $!! " ! " # % ! # & 系列的管脚功能 下面以 ) 型 封 装 的 # $ ( + * !为例介绍其管脚 功能 % % 误差放大器的输出端( 在%脚 %脚 ! $ 7’%"
采用电流控制型PWM芯片UC3843设计反激式电源
电子科技0 引言定频调宽的PWM闭环反馈控制系统,主要有两种反馈控制模式:电流控制型和电压控制型。
由于电流控制型PWM具有以下优点:①暂态闭环响应较快;②控制环易于设计;③输入电压的调整可与电压模式控制的输入电压前馈技术相妣美;④简单自动的磁通平衡功能;⑤瞬时峰值电流限流功能。
又由于反激式变换器具有电路简单、输入和输出之间电气隔离、电压上升和下降范围大等优点,故采用电流控制型PWM及反激式拓扑设计本反激式电源。
本文简要论述电流控制型反激式变换器的工作原理,介绍了UC3843电流控制型脉宽调制器如何使用,并给出了设计方法的实例与测试结果。
1 电流控制型反激式开关电源的原理■1.1 电流控制型PWM的基本原理以及UC3843 的使用方法电流控制型PWM基本原理是将电压反馈Vfb 与电压基准信号Vref的差通过误差放大器(E/A)放大得出的误差电压信号 Ve 送至电流反馈比较器(CURRENT SENSE COMPARATOR)后,作为电流基准与电流检测信号相比较,然后得到PWM脉冲关断时刻。
因此,峰值电流模式可以直接控制峰值电流的大小,从而间接地控制PWM脉冲宽度。
意法半导体公司的PWM IC UC3843是电流控制型芯片,为单端输出式脉宽调制器。
芯片有 8个引脚(MINIDIP)和14个引脚(SO14),工作频率可高达500kHz,启动电流小于1mA,外电路接线简单,所用元器件少,而且性能优越,成本低廉,工作温度为0~70℃,输入电压≤30V,输出能够直接驱动MOS场效应管。
■1.2 反激式变换器的基本原理反激式变换器的基本原理是当开关管导通时,变压器原边电压近似等于输入电压,由于整流管反偏所以变压器副边无电流流过,此时变压器储存能量。
当开关管关断时,由于各线圈电压反向,导致整流管正向导通,此时变压器储存的能量流经整流管向负载释放。
2 电流控制型反激式开关电源的设计■2.1 功率电路的设计反激式变换器功率开关断开时由于变压器漏感储能产生的电压尖峰须加以相应的箝位电路来抑制。
384X实现超宽输入电压反激式开关电源的设计
超宽输入电压反激式开关电源的设计 Super Wide Input Voltage Range,Off-Line FlybackSwitching Power Supply Design飞兆科技股份有限公司 杨恒(200070)摘要:一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1:3的关系,即90-264V AC ,而当要输入电压范围更宽时,例如1:6.6,即90-600V AC 时,传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。
本文介绍了利用压控振荡器(VCO)的控制方法,来实现非常宽的输入电压范围。
当输入电压变化时,变压器反馈绕组的电压也变化,使控制IC 的振荡频率作出对应的调整,以满足非常宽的输入电压的要求。
叙词:反激式开关电源,,压控振荡器(VCO),定频率,变频率。
1. 引言现在有许多方面的问题困扰着电源设计工程师。
例如,正激式变换器的输入电压变化范围较小,仅为90-130V AC ;或180-264AC ;而使用升压模式的变换器输入电压范围也只能适合与90-270V AC ,任何要满足更高的输入电压范围的产品则必须重新设计。
公司生产产品的目的是满足市场的需要,如产品的成本很高,对消费者来说都将是难以接受的。
附加的产品功能不但对企业来说是必须的;而且对用户来说也是可接受的。
一般的反激式开关电源变换器的输入电压范围只能满足于1:3的关系,即90-264V AC ;而当要输入电压范围更宽时,例如1:6.6,即90-600V AC 时,传统的固定工作频率的反激式开关电源变换器就不能满足工程上的要求。
本文介绍了利用压振荡器(VCO)的控制方法,来实现非常宽的输入电压范围的要求。
当输入电压变化时,变压器反馈绕组的电压也变化,使控制IC 的振荡频率作出对应的调整,以满足非常宽的输入电压的要求。
2. 固定频率与压控振荡器(VCO)控制方法的比较 2.1固定频率电流型控制方法固定频率电流模式的反激式开关电源变换器的输出功率一般小于150W ,图1是该模式变换器的框图。
基于UC3842的反激式开关电源设
基于UC3842的反激式开关电源设
高频开关稳压电源由于具有效率高、体积小、重量轻等突出优点而得到了广泛应用。
传统的开关电源控制电路普遍为电压型拓扑,只有输出电压单闭控制环路,系统响应慢,线性调整率精度偏低。
随着PWM 技术的飞速发展产生的电流型模式拓扑很快被大家认同和广泛应用。
电流型控制系统
是电压电流双闭环系统,一个是检测输出电压的电压外环,一个是检测开关管电流且具有逐周期限流功能的电流内环,具有更好的电压调整率和负载调整率,稳定性和动态特性也得到明显改善。
UC3842是一款单电源供电,带电流正向补偿,单路调制输出的高性能固定频率电流型控制集成芯片。
本设计采用UC3842 制作一款1 kW 铅酸电池充电器控制板用的辅助电源样机,并对其进行工作环境下的测试。
1 UC3842 的工作原理
UC3842 内部组成框图如图1所示。
其中: 1 脚是内部误差放大器的输出端,通常此脚与2 脚之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。
2 脚是反馈电压输入端,将取样电压加到误差放大器的反相输入端,再与同相输入端的基准电压(一般为2.5 V)进行比较,产生误差电压。
3 脚是电流检测输入端,与取样电阻配合,构成过流保护电路。
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1 V时,U。
基于UC3842反激式开关电源的设计
基于UC3842反激式开关电源的设计制作摘要随着电力电子技术的飞速发展,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PWM(脉冲宽度调制)控制IC和MOSFET构成。
本文利用开关电源芯片UC3842设计制作一款新颖的单端反激式、宽电压输入范围、12V8A固定电压输出的96W 开关稳压电源,适用于需要较大电流的直流场合(如对汽车电瓶充电),同时本文对电路参数计算也做了详细的讨论。
关键词:开关电源反激变换 RCD箝位 UC3842A Flyback Converter Mode Switching Power Supply designed basedon UC3842AbstractThis article amply introduced the characteristics, inner structure and working principle chip UC3842, and presented the working principle and the design method of parameters of the flyback converter, is composed using UC3842. The application of RCD circuit in converter can realize low cost. How to design that circuit is introduced. A 96Watt offline flyback switching power supply which has universal input and 12V8A fixed output voltage is designed based on UC3842. The power supply can be applied to the most field where DC voltage is provided.Key words: s witching power supply; flyback converter; RCD clamp ;UC3842目录论文总页数:29页引言 (1)1开关稳压电源 (1)1.1线性稳压电源与开关稳压电源 (1)1.1.1线性稳压电源概述 (1)1.1.2开关稳压电源概述 (2)1.2开关稳压电源的原理及分类 (3)1.2.1开关稳压电源的原理 (3)1.2.2开关稳压电源的分类 (4)1.2.3常用的拓扑结构 (4)1.3开关稳压电源的发展方向 (9)2开关稳压电源主控芯片 (9)2.1 系统框图 (9)2.2 UC3842工作原理 (10)2.3由UC3842构成的单端反激式开关稳压电源 (12)3电路参数的计算 (12)3.1开关稳压电源中RCD箝位参数计算 (12)3.1.1反激式变换器中RCD箝位电路的工作原理 (13)3.1.2 RCD 箝位电路的设计 (13)3.2开关变压器及主电路参数计算 (16)3.3反馈环路计算 (21)4实验数据记录 (24)4.1 UC3842 PIN3脚电压 ················································································错误!未定义书签。
基于UC3844的中功率反激式开关电源设计
图 2 开关电源原理图
4 设计思路
(1)磁心的选择 高频变压器的最大承受功率 Pm 与磁心截面积 Sj (单位是 cm2 )之间存在下述经验公
式
Sj = 0.15 Pm
…………………………………
公式 1
其 中 Sj = CD , C 为 舌 宽 ; D 为 磁 心 厚 度 , Pm 单 位 为 W 。 现 实 际 输 出 功 率
自馈绕组 N2 回路中的整流管 D8 采用 BVY26E 型快速恢复二极管,其中 Uf=0.44V。
绕组两端的有效值电压为 20V 时,经整流滤波后可获得大约 16V 的直流电源,向 UC3844
供电,不难算出
N2
=
140´(20 + 0.44)(1 230 ´ 0.425
0.425)
=
16.8
