电力电子装置及系统设计课程设计

《电力电子装置及系统》

课程设计

题目：基于UC3842的单端反激

开关电源的设计

学院电力学院

专业电子科学与技术

姓名

学号

指导教师

完成时间2016.11.25

目录

摘要 (1)

第一章：开关电源的概述

1.1：开关电源的发展历史 (2)

1.2：开关稳压电源的优点 (2)

1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高 (2)

1.2.2：体积小，重量轻 (3)

1.2.3：稳压范围宽 (3)

1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小 (3)

1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大 (3)

1.3：开关稳压电源的缺点 (3)

1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰 (4)

1.3.2：电路结构复杂，不便于维修 (4)

1.3.3：成本高，可靠性低 (4)

第二章：UC3842的原理及技术参数

2.1：UC3842的工作原理 (5)

2.2：UC3842的引脚及技术参数 (6)

第三章：单端反激开关电源

3.1：单端反激开关电源的原理 (7)

3.2：反激式开关电源设计 (9)

3.2.1：输出直流电压隔离取样反馈外回路 (9)

3.2.2：初级线圈充磁峰值电流取样反馈内回路 (11)

总结 (13)

参考文献 (13)

基于UC3842的单端反激开关电源的设计

摘要

开关电源是一种利用现代电子技术，控制开关晶体管和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，也是一种效率很高的电源变换电路，开关电源一般由脉冲宽度调制（PWM）和MOSFET构成。具有高频率，高功率密度，高可靠性等优点。

本文主要介绍一种以UC3842作为控制核心，根据UC3842的应用特点，设计了一种基于UC3842为控制芯片，实现输出电压可调的开关稳压电源电路。

关键词：开关电源脉冲宽度调制 UC3842

第一章：开关电源的概述

1.1：开关电源的发展历史

开关电源最早起源于上世纪50年代初美国宇航局以小型化，轻量化为目标，为搭载火箭开发了开关电源。在近半个世纪的发展过程中，开关电源因具有体积小，重量轻，效率高，性能稳定等优点逐渐取代传统的连续工作电源，并广泛应用于各种电子设备中。

经过几十年的发展，如今开关电源技术有了重大进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化。软开关技术使高频开关电源的实现成为了可能，它不仅减小了电源的体积和重量，而且提高了电源的功率。专用控制芯片的发展使电源电路大幅度简化且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高。目前，开关电源以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于各种电子设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可或缺的一种电源形式。

开关电源的高频化是电源技术发展的创新，高频化使开关电源装置小型化并使开关电源进入更广泛的领域。开关电源在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。

1.2：开关稳压电源的优点

1.2.1：内部功率损耗小，转换效率高

由于开关型器件在激励信号的激励下，交替地工作在导通-截止与截止-导通开关状态，转换速度非常快。使得开关型器件的功率损耗

大为减小，储能效率大为提高，从而使整个开关稳压电源的转换效率得到大幅度的提高。

1.2.2：体积小，重量轻

由于开关稳压电源没有采用笨重的工频变压器，因此其本身的功率损耗大幅度地降低，这就省去了较大的散热器。又由于电路的工作频率比线性稳压电源的工频高，因此滤波效率大大提高，滤波电容的容量也大为减小。这就使得开关稳压电源具有体积小，重量轻的优点。

1.2.3：稳压范围宽

开关稳压电源的输出电压是由激励信号来调节的，输入信号电压的变化可以通过调节脉冲宽度或脉冲频率来进行补偿。因此，在输入工频电网电压变化较大时，它仍能保证有非常稳定的输出电压。

1.2.4：滤波效率大为提高，滤波电容的容量和体积大为减小

开关稳压电源的工作频率目前基本在5kHz以上，是线性稳压电源工作频率的1000倍以上。因此，开关稳压电源整流后的滤波效率也几乎提高了1000倍左右。在要求有相同输出纹波电压的情况下，采用开关稳压电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容容量的1/500～1/1000。

1.2.5：电路形式灵活多样，选择余地大

主要有自激式和它激式，有调宽型和调频型，有单端式和双端式等等。可以设计出满足不同应用场合的开关稳压电源。

1.3：开关稳压电源的缺点

1.3.1：开关稳压电源存在着较为严重的开关噪声和干扰

在开关稳压电源电路中，由于开关功率管工作在开关状态，因此它所产生的高频交流电压和电流将会通过电路中的其它元件产生尖峰干扰和谐振噪声，这些干扰和噪声如果不采取一定的措施进行抑制、消除和屏蔽，就会严重地影响整机的正常工作。此外，由于开关稳压电源电路中的振荡器没有工频降压变压器的隔离，因此这些干扰和噪声就会串入工频电网，使附近的其他电子仪器和设备受到严重的干扰而无法工作。

1.3.2：电路结构复杂，不便于维修

在一些技术发达的国家，开关稳压电源虽然有了一定的发展，但在实际应用中电路结构复杂，故障率高，维修麻烦。如果设计者和生产者不予以充分重视，它将直接影响开关稳压电源的推广和应用。

1.3.3：成本高，可靠性低

目前，由于国内微电子技术、阻容器件生产技术以及磁性材料烧结技术等与一些技术发达国家还有一定的差距，因此其造价和成本不能进一步降低，从而影响到其可靠性的进一步提高。这就导致了在我国的电子仪器、仪表以及机电一体化设备中，开关电源还不能得到十分广泛的普及与应用。