基于384X芯片的反激电源功率调制方法

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基于UC3842的单端反激式开关稳压电源的设计毕业设计论文1

1 引言电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能），二次电源和蓄电池。

其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能控制）等方面符合要求的电能供给负载。

高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。

开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。

UC3842是由Unitrode公司开发的新型控制器件，是国内应用比较广泛的一种电流控制型脉宽调制器。

所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。

在脉宽比较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较，从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。

由于结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。

2 开关电源概述2.1 开关电源的分类开关型稳压电源的电路结构一般分类如下：（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。

（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。

（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。

（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制(PWM)式；②脉冲频率调制(PFM)式；③PWM 与PFM混合式。

2.2 开关电源的控制原理开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源，是一种高频电源变换电路,采用直-交-直变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直流电压。

开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。

开关电源的基本构成如图2.1所示，其中DC/DC变换器进行功率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤波等电路。

3843控制的反激变换器

看到一篇文章,220+-20%输入整流后为240-360单端反激式电源中产生的反向电动势e=170v则脉冲信号的最大占空比为170/(170+240)=41.5%我记得反激最大占空比不是可以达到100%吗?可是如果用上面的式子是绝对小于1的请高手指教双管反激占空比可以大于50%,CCM下可以大于50%但是需要补偿.常规我们说的反激最大也就在47%左右,不大于50%.Dmax＝V or/(V or+VDCmin-Vds(ON))其中,V or为反射电压,80~135V,常规下取默认值110V,至于为什么,请看书.自己推导一下变知. VDCmin指的是母线上最低直流电压,这个只与你的输入交流值有关.Vds(ON)指的是开关管导通时开关管DS两端压降,在10V以下.与MOSFET的Rds以及你的负载有关,负载大的时候,这个压降会大一些,轻载的时候小一些.所以,占空比怎么达到100%呢?占空比还与选择开关管的耐压有关,有一些早期的反激电源使用比较低耐压开关管,如600V或650V作为交流220V 输入电源的开关管,也许与当时生产工艺有关,高耐压管子,不易制造,或者低耐压管子有更合理的导通损耗及开关特性,像这种线路反射电压不能太高,否则为使开关管工作在安全范围内,吸收电路损耗的功率也是相当可观的.实践证明600V管子反射电压不要大于100V,650V管子反射电压不要大于120V,把漏感尖峰电压值钳位在50V时管子还有50V的工作余量.现在由于MOS管制造工艺水平的提高,一般反激电源都采用700V或750V甚至800-900V 的开关管.像这种电路,抗过压的能力强一些开关变压器反射电压也可以做得比较高一些,最大反射电压在150V比较合适,能够获得较好的综合性能.PI公司的TOP芯片推荐为135V采用瞬变电压抑制二极管钳位.但他的评估板一般反射电压都要低于这个数值在110V左右.这两种类型各有优缺点:第一类:缺点抗过压能力弱,占空比小,变压器初级脉冲电流大.优点:变压器漏感小,电磁辐射低,纹波指标高,开关管损耗小,转换效率不一定比第二类低.第二类:缺点开关管损耗大一些,变压器漏感大一些,纹波差一些.优点:抗过压能力强一些,占空比大,变压器损耗低一些,效率高一些.反激电源的反射电压还与一个参数有关,那就是输出电压,输出电压越低则变压器匝数比越大,变压器漏感越大,开关管承受电压越高,有可能击穿开关管、吸收电路消耗功率越大,有可能使吸收回路功率器件永久失效(特别是采用瞬变电压抑制二极管的电路).在设计低压输出小功率反激电源的优化过程中必须小心处理,其处理方法有几个:1、采用大一个功率等级的磁芯降低漏感,这样可提高低压反激电源的转换效率,降低损耗,减小输出纹波,提高多路输出电源的交差调整率,一般常见于家电用开关电源,如光碟机、DVB机顶盒等.2、如果条件不允许加大磁芯,只能降低反射电压,减小占空比.降低反射电压可减小漏感但有可能使电源转换效率降低,这两者是一个矛盾,必须要有一个替代过程才能找到一个合适的点,在变压器替代实验过程中,可以检测变压器原边的反峰电压,尽量降低反峰电压脉冲的宽度,和幅度,可增加变换器的工作安全裕度.一般反射电压在110V时比较合适.3、增强耦合,降低损耗,采用新的技术,和绕线工艺,变压器为满足安全规范会在原边和副边间采取绝缘措施,如垫绝缘胶带、加绝缘端空胶带.这些将影响变压器漏感性能,现实生产中可采用初级绕组包绕次级的绕法.或者次级用三重绝缘线绕制,取消初次级间的绝缘物,可以增强耦合,甚至可采用宽铜皮绕制.关于反激电源的占空比,原则上反激电源的最大占空比应该小于0.5,否则环路不容易补偿,有可能不稳定,但有一些例外,如美国PI公司推出的TOP系列芯片是可以工作在占空比大于0.5的条件下.占空比由变压器原副边匝数比确定,本人对做反激的看法是,先确定反射电压(输出电压通过变压器耦合反映到原边的电压值),在一定电压范围内反射电压提高则工作占空比增大,开关管损耗降低.反射电压降低则工作占空比减小,开关管损耗增大.当然这也是有前提条件,当占空比增大,则意味着输出二极管导通时间缩短,为保持输出稳定,更多的时候将由输出电容放电电流来保证,输出电容将承受更大的高频纹波电流冲刷,而使其发热加剧,这在许多条件下是不允许的.占空比增大,改变变压器匝数比,会使变压器漏感加大,使其整体性能变,当漏感能量大到一定程度,可充分抵消掉开关管大占空带来的低损耗,时就没有再增大占空比的意义了,甚至可能会因为漏感反峰值电压过高而击穿开关管.由于漏感大,可能使输出纹波,及其他一些电磁指标变差.当占空比小时,开关管通过电流有效值高,变压器初级电流有效值大,降低变换器效率, 但可改善输出电容的工作条件,降低发热.在反激变换器中,副边反射电压即反激电压V or与输入电压之和不能高过主开关管的耐压,同时还要留有一定的裕量Vspike.反激电压由下式确定:Vf=VMos-VinDCMax-Vspike,Vspike一般取值100~150V,这是一个余量.反激电压和输出电压的关系由原、副边的匝比确定.所以确定了反激电压之后,就可以确定原、副边的匝比了.Np/Ns=V or/V out反激电源的最大占空比出现在最低输入电压、最大输出功率的状态,根据在稳态下,变压器的磁平衡,可以有下式:VinDCMin•DMax=V or•(1-DMax)这三个公式应该表述的很清楚了.这下大家也应该知道了我以前说反射电压一般取值默认110V 是怎么来的了.开关管截至的时候,副边二极管导通,在副边绕组上的电压反射到原边变压器绕组,因此D脚高压,将是该反射电压V or跌价在电网整流滤波后的直流输入电压上,当电网电压上升到最高的时候,D 的直流电压接近最大值最坏的情况,即VDS= VDCMAX+V or.除此之外,截至瞬间的D上,还有一个尖峰VSPIKE.正如这两张图片中所示一样.为了不使电压尖峰超出MOSFET额定最小的漏极击穿电压BVDSS,有时候也加一个钳位电路,也就是通常下钳位二极管和阻断反接二极管D,一般推荐用齐纳二极管取代通常的RC阻容钳位电路,是由于起始瞬间它能够更有效的钳制漏感储能.根据经验,齐纳二极管的钳位电压额定值VCLO,必须比反射电压VOR大50%,所以齐纳二极管只钳制漏感储能,而不阻碍从原边到副边的开关电流变化.由于漏感和快速形成的副边电流影响,有必要设置的这个边界限制电压值.而不必降低钳位电压,因为部分储存在磁芯中的能量将传送到齐纳管,以免惊人地增大齐纳管的损耗.通常规范钳位齐纳管的额定电压VCLO,是工作在低电流值的室温下.高压齐纳管有较强的正温度系数,并且有纯电阻性能,因此在大电流和高温条件下,VCLO会明显增大.实验数据表明,VCLM高于规范的VCLO约40%.即定义VCLM＝1.4VCLO所以选用齐纳二极管的时候就应当作出考虑.另外,串连在齐纳二极管电路的阻断二极管,由于它的正向恢复时间会引起电压尖峰,故增加20V的余量是必须的,所以综合考虑所有因素之后,D最大电压值应该为:VD＝VDCMAX+(1.481.5*VOR)+20所以100、115V AC电源,VACMAX＝132V,VDCMAX＝187V,选择350VMOSFET,得到90V钳位齐纳管电压,反射电压为60V,边界电压17V.同样道理,230VAC的时候,选用700V的MOSFET,同样道理,得到发射电压135V,留有25V的边界限制电压值.所以,我说默认下取110V的反射电压VOR,指的是220V AC输入.另外,等你做过项目之后你就会发现,其实,确实也不大需要严格推算一个所谓的窗口面积. 为什么?因为常规下的电源产品,当然,我要指出是常规的,普通的,用的磁心都差不多,材质也相差无几,各个磁心材料的公司都有那么一个表格,某材质,某芯,100K时候大概可以做到什么功率,比如ER28/28,100K下,普通PC40材质,可做到200W.这就够了.另外,算出来的归算出来的,实际中进行调试的时候却是另外一回事情.比如气隙.反激变换需要气隙,气隙需要研磨,你算出的是精确值,但是厂家限于设备,工艺的问题,会有一些差距.但是,气隙本来就很小,1mm的差距,极有可能使你的调试陷入僵局.因为能量,就存储在气隙之中,大了不好,小了也不行.这个时候,你就会觉得你的计算完全没有用处.漏感,是变压器做好的时候就已经确定的.占空比,却是随着系统工作的条件改变的.当你的漏感变化时,我说的变化不是一只变压器,而是同一个产品中,不同批次的变压器,可能由于工艺的问题,设备的问题,漏感各不相同,但是对于任何一只变压器,既然做好了,漏感就是一个定值,一般好的变压器,漏感控制在5%以下.漏感变化的时候,那么,我图中产生的漏感产生的尖峰的值也会变化.所以,根据我前面的描述,一些值也会相应的变化,但是,最大占空比不会相差甚远.至于环路补偿,当你的占空比高于50%的时候就需要补偿了,不然系统会不稳定.但是反激,常规下是不会大于50%的占空比的.一般47%就很高了.只有双管的反激才会,但是双管反激有点复杂,据我所知,做的人不多.环路补偿的原理,可以看看自动控制原理一书,关于零点极点的配置,相位裕度,相位补偿的理论.这个要是说下去,就没谱了,讲几十个帖子都讲不完.电源网有高手讲过的.可以搜索一下高手的帖子. 搞清这些之前,建议认真学习复变函数与积分变换,自动控制原理,尤其是传递函数.然后再来讨论这些问题.就会简单一些.。

基于uc3844控制芯片的电路设计及调试

基于UC3844控制芯片的电路设计及调试开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的方向，现已成为稳压电源的主流产品。

开关电源采用功率半导体器件作为开关的器件，通过周期性间接工作，控制开关器件的占空比来调整输出电压。

单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20W～100W，工作频率在20kHz～200kHz之间，可以同时输出不同的电压，而且具有较好的电压调整率。

开关稳压电源的反馈回路决定了开关电源的精度和整体性能。

传统的开关电源反馈回路从变压器输入端取电压，没有隔离，响应慢，抗干扰能力差。

本文介绍一种基于电流型PWM芯片UC3844的开关电源的反馈回路改进，采用可调式精密并联稳压器加光电耦合器接法，具体使用TL431加PC817。

这种方法由于使用了精密电压源做控制参考电压，控制精度非常高，性能稳定。

1 UC3844原理与特性UC3844（如图1）是安森美公司生产的高性能、固定频率、电流模式控制器，广泛应用于中小功率的DC-DC开关电源。

该集成电路的特点是：具有振荡器、温度补偿的参考、高增益误差放大器、电流取样比较器和大电流图腾柱输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。

图1 UC3844 芯片UC3844相对于同系列的UC384x，最大的优点是占空比不超过50%，防止开机瞬间或负载短路时，变压器可能出现的饱和现象。

UC3844采用DIP-8封装，其内部结构框图如图2所示，其管脚说明如表1所示图2 UC3844内部框图表1 UC3844管脚说明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，即压。

缓冲电路的二极管一般选择快速恢复二极管，而变压器二次侧的整流二极管一般选择反向恢复电压较高的超快恢复二极其内部带锁定的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。

基于UC3843的反激式开关电源设计【开题报告】

开题报告电子信息工程基于UC3843的反激式开关电源设计一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义伴随着计算机和电子技术的高速发展，电子设备的越来越小型化以及低成本化，这促使电源朝着轻、薄、小和高效率的方向发展。

上个世纪50年代，美国宇航局就以小型化、重量轻为目标，为搭载火箭设计了开关电源。

在将近半个多世纪的发展过程中，开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点从而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源，并在电子整机与设备中得到了广泛的应用。

开关电源是采用功率半导体器件作为开关，通过调整开关的占空比控制输出电压，以功率晶体管（GTR）为例，在开关管饱和导通时，集电极和发射集两端的压降近似零；在开关管截止时，其集电极电流为零。

所以它的功耗小，效率可以高达70%~95%。

由于功耗很小，所以散热器也随之减小。

开关型稳压电源是直接对电网电压进行整流，滤波，调整，然后再由开关调整管来进行稳压，不需要电源变压器。

而且开关工作频率为几十千赫，滤波电容、电感器的数值很小，所以，开关电源就具有质量轻、体积小等优点，此外，由于开关电源的功耗小，机内温升较低，提高了电源的稳定性和可靠性。

在20世纪80年代，计算机已经全面实现了开关电源化，领先完成了计算机的电源换代。

在20世纪90年代，开关电源广泛的应用于电子、家电领域，开关电源进入了蓬勃发展时期。

到21世纪初，全世界开关电源的市场规模已经达到了166亿美元。

在我国，改革开放后，由于通信、家电等领域的迅猛发展，推动了电源市场的发展。

预计中国开关电源市场总额在70亿元人民币以上。

开关电源的基础是电力电子技术，它运用了功率变换器把电能进行变换，经过变换的电能就可以满足各种用电的要求。

由于其高效节能可以给我们带来巨大的经济效益，所以得到了社会各方面的重视从而能够得到推广。

开关电源的发展取决于各方面的因素。

功率半导体器件与变压器的发展都是开关电源发展的关键。

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。

采用UC3842的反激开关电源调试及仿真

采用UC3842的反激开关电源调试及仿真1、反激电路的工作原理开关变换器是指利用半导体功率器件作为开关，将一种电源形态转变为另一种形态的主电路。

反激式开关电源是开关变换器的一种，其主电路如图1所示。

由于变压器同名端在一侧，故输出电压上负下正。

当驱动信号为高电平时，开关管导通，电压源给原边电感充电，电感电流线性上升，直到开关管关断时刻，原边电流达到最大值。

开关管导通期间，由于二极管承受反向电压，副边没有电流通过。

当驱动信号为低电平时，开关管关断，副边二极管承受正向电压开始导通。

给电容充电，同时电容通过电阻放电。

电容电压为上负下正。

反激式变换器有两种工作模式，一种为连续工作模式，一种为非连续工作模式。

在下一个周期的驱动信号来临前，变压器副边电感中的电流已经降低为0，这种工作模式成为电流非连续工作模式。

如果在下一个周期的驱动信号来临前，变压器副边电感中的电流没有降低为0，此种工作模式成为电流断续模式。

处于连续模式和断续模式之间的是临界模式，此种状态下，当下一个周期信号来临时，电感电流刚好减少为0.为了避免变压器磁芯饱和，通常设计变压器工作在非连续工作模式。

反激式变换器主要有以下特点：（1）高频变压器一次绕组的同名端与二次绕组的同名端极性相反，一次绕组非同名端和开关管的驱动端共地，一次绕组的同名端接电压源的正端。

（2）高频变压器相当于一个储能电感，在开关管导通时变压器储存能量，在开关管截止时，将能量传给二次侧。

（3）可在连续模式下或非连续模式下工作。

（4）可以构成直流输入端的变换器，也可以构成交流输入的AC/DC变换器。

（5）输出电压低于或高于输入电压取决于高频变压器的匝数比。

（6）增加二次绕组和相关电路可以获得多路输出。

（7）反激式变换器一般不需要在输出整流二极管与滤波电容之间串联低频滤波电感。

2、UC3842的工作原理UC3842是一种高性能、单端输出、频率可调的电流型PWM调制。

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UC3842的反激式开关电源的控制环路设计

基于UC3842的反激式开关电源的控制环路设计反激式开关电源的控制环路设计(基于UC3842)2009-08-10 20:34基于UC3842的反激式开关电源的控制环路设计刘武祥，金星，刘群中国地质大学(武汉)，湖北武汉 4300742008-07-24摘要:电流控制型脉宽调制芯片UC3842已广泛应用于反激式开关电源的设计中，通过一实例给出反激式开关电源控制环路的一般设计方法。

关键词:UC3842 开关电源控制环路在开关电源的设计过程中，控制环路设计的优劣直接关系到系统的稳定与否，因此设计一个优良的控制环路，对开发一个开关电源系统是至关重要的。

开关电源的控制方式有电流控制方式和电压控制方式两种。

电源系统的传递函数随控制方式的不同而有很大差异,因此在环路设计分析时,应独立分开。

本文对基于UC3842构建的开关电源的控制环路进行设计分析，论述开关电源电流型控制环路设计的一般方法。

1 UC3842简述UC3842是美国Unltmde公司生产的一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片，其内部结构及基本外围电路如图1 所示,它集成了振荡器、具有温度补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电路、输入和基准欠电压锁定电路及PWM 锁存器电路。

其应用实例如图2所示，输入为85V,265V交流，输出为12V/5A，初级电感量为370?滋H，初级匝数为40T，次级匝数为5T，开关频率为100kHz。

启动电路由R105和C103构成,C103经过R105充电到16V时,UC3842有输出信号,使MOS管Q1导通,能量存贮在变压器T1中,T1的一次测电流通过电阻R5检测并与UC3842内部提供的1V基准电压进行比较,当达到这一电平时,开关管Q1关断,所有变压器的绕组极性反向,输出整流二极管正向偏置,存储于T1中的能量传输到输出电容器中。

启动结束后,输出电压信号经光耦回送到误差放大器的反向端(脚2)与UC3842内部的25V基准电压作比较来调整驱动脉冲宽度,从而改变输出电压以实现对输出电压的控制。

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 。

UC384X系列控制IC的工作原理、典型设计及调试过程

UC384X系列控制IC的原理、设计技巧（1）UC384X系列是美国原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，主要用于小功率反激、单端正激电路的设计，在目前市场中仍占空很大的市场份额。

芯片其内部原理框图如图1所示。

UC384X采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8 个引脚，各脚功能如下：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大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，产生误差电压，调整1脚输出电压，与3脚电流波形共同决定控制器输出脉冲宽度；③脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时封锁6脚脉冲，起到保护作用；④脚为定时端，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)；⑤脚为公共地端；⑥脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ；⑦脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW；⑧脚为5V 基准电压输出端，有50mA 的负载能力。

下图为采用UC3842控制IC设计的反激电路原边典型电路，电路工作原理如下所述：启动过程：在图中，HV+为交流电压整流后滤波电容电压或输入直流电压值，当HV+电压建立后，首先通过启动电阻R1、R2提供电流给电容C1充电，C1电压逐渐升高，当C1电压达到UC3842的启动电压门槛值16V时，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，由6端输出推动开关管工作，在这个过程中，由于R1、R2提供的电流不足以维持UC3842的工作电流，因此电容C1放电，电容电压逐渐降低，在电容电压降低到3842的截止工作电压（10V）之前，辅助绕组必须提供IC工作的电压。

也就是说在电容C1电压降低到10V之前，辅助绕组通过D1、R3整流后的电压必须超过10V，否则UC3842在C1上电压降低到10V后会停止工作，然后输入电压又通过R1、R2 充电，电容电压升高到16V，周而复始,重复启动。

基于UC3844的反激变换器设计与实现

20 | 电子制作 2020年08月因此对供电设备的需求和要求也越来越高。

而变换器具有效率高，体积小，重量轻的优点，因此广泛用于军事，航空航天，仪器仪表，医疗设备，家用电器等领域[1]。

本文主要介绍了一款反激式变换器的设计方案。

1 反激拓扑基本结构和原理传统的反激动变换器的电路拓扑基本结构如图1所示，当开关管Q 导通时，次级侧整流管截止，此时变压器相当于储能电感储存能量，负载由输出电容提供能量。

当开关管Q 断开，变压器释放能量，此时整流二极管导通，给负载供反激式变换器的变压器一次绕组和二次绕组极性相反，这也是反激名字的由来，变压器的工作状态可以分为储存能量和释放能量两个独立的部分，实现了电隔离和电压匹配。

2 硬件电路设计■2.1 RCD 钳位电路在反激式电源中，开关管上的应力相对较高，这主要归因于变压器初级和次级之间的漏感。

当开关管关闭时，漏感反激式电源常应用于小功率场合，考虑到成本和电路简化选择RCD 钳位电路。

该电路由电阻R1，电容C1和二极管D1组成，如图1所示。

当开关关闭时，初级电流不会凭空消失。

该电流将为开关管的寄生电容Cds 充电。

由于Cds 很小，因此开关管源漏极电压Uds 的电压快速上升Ui+Uf（Ui 为输入电压，Uf 为变压器副边的反射电压），此时二极管D1被正向偏置开始导通，并且钳位电容C1将被充电，C1两端电压缓慢上升，回路中的电流持续下降，直到变压器的原边漏感电流ip 下降到0，二级管D1断开，执行放电。

实际上C1充电过程非常短，默认的放电时间是整个开关周期。

防止开关管损坏[3]。

在RCD 钳位电路中，R1和C1参数的设计非常重要。

如果C1的值特别大，则开关的整个关断过程都会对钳位电容器C1进行充电，钳位电压将稳定在Uf 附近，该能量会被电阻R1持续消耗，对整个电路产生额外损耗。

如C1的值较大，则C1上的电压将缓慢上升。

由于保持了磁通量，次级侧的过冲将很小，并且能量传输过程也不会很快完成。

【电源电路及线路方案】基于384x芯片反激电源最大功率调制的实现方法

基于384X芯片的反激电源功率调制方法目前在硬体模组的小功率电源当中以反激拓扑为主，主要的控制芯片就是384X系列，而不管电源是做什么用途，从安全角度考虑都要求有OPP电路，在我们这里也就是所谓的定功率电路。

一般在设计电源时为了电气性能考虑都会留有一定的裕量，OPP电路就是要把这个裕量限制住，至于限制的途径有很多种，这里根据以往的调试经验对各种可以调制功率的方法做一简单的介绍。

第一种：利用Rsense电阻限制由于384X系列芯片都是电流型控制芯片，所以在每个工作周期都会通过检测Rsense 电阻上的电压是否达到1V（芯片内部的稳压基准源），如果达到1V就会强制拉断驱动信号，对于电压全控型器件Mosfet就会立即关断起到限流的作用。

利用这个特性，通过调节Rsense 电阻的大小可以实现调节最大功率的目的，Rsense电阻越大可以输出功率越小，反之Rsense 电阻越小可以输出功率越大。

但是利用这种方法在调制功率时要保证变压器没有饱和现象。

第二种：高低压补偿电路所谓的高低压补偿电路就是在整流之后的电压Vin上接几个电阻到384X芯片的3脚（电流侦测Is脚），电压Vin通过这几个电阻和侦测脚的滤波电阻形成分压，侦测脚的滤波电阻分得的电压和Rsense电阻电压（原边电流与Rsense之积）之和与384X芯片的3脚内部的1V基准源比较以后来决定是否关断驱动信号，从而实现限制功率大小的目的。

由于这个分压来源于Vin，所以输入电压越高侦测脚的滤波电阻分得的电压就越大，适当调整定功率电阻与Rsense电阻的配合就可以实现输入电压越高最大输出功率越小的目的，也就是所谓的高低压补偿,避免出现输入电压越高输出功率越大的状况。

具体电路见Fig1。

Fig1 定功率电路（高低压补偿电路）第三种：斜率补偿电路斜率补偿电路适用于电流型控制芯片占空比大于50％的场合，以抑制电流型控制电路中的环路稳定问题，具体电路见Fig2（通常没有R5和NTC2）。

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UC3844的中功率反激式开关电源设计

小、高耐压、成本低廉等优点，是一种极有发展前途的新型 MOS 功率器件。由于单端反激式开关电源中所产生的反向电动势 e »170V ，绕组漏感造成的尖峰电压 Ul »100V ，那么 U Im ax + e +Ul » 650V ，因此开关功率管应能承受 650V 以上的高压。另外，考虑到 MOS 管的损耗分为开关损耗和导通损耗，开关损耗与开关频率有关，导通损耗与 MOS 管导通电阻 Rds 有关，因此在选择开关管的时候，为了减少其导通损耗，通常选择导通电阻小的 MOS 管。这里采用日本东芝公司生产的型号为 2SK2611 的 MOS 管，其漏源间能承受最高电压 900V，远大于我们计算的 630V，最大漏极电流 9A，最大漏极耗散功率 150W，导通电阻 Rds = 1.2W ，完全能满足要求，但是在使用过程中必须加合适的散热器，并在接触器面上涂上一层导热的硅脂。
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

UC384X系列控制IC的工作原理、典型设计及调试过程

芯片其内部原理框图如图1所示。

基于电流型PWM集成控制器UC38423843的隔离单端反激式开关电源分析

基于电流型PWM集成控制器UC38423843的隔离单端反激式开关电源分析预览说明:预览图片所展示的格式为文档的源格式展示,下载源文件没有水印,内容可编辑和复制引言开关电源以其高效率、小体积等优点获得了广泛应用。

传统的开关电源普遍采用电压型脉宽调制(PWM)技术，而近年电流型PWM技术得到了飞速发展。

相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的电压调整率和负载调整率，系统的稳定性和动态特性也得以明显改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使控制电路变得简单可靠。

电流型PWM集成控制器已经产品化，极大推动了小功率开关电源的发展和应用，电流型PWM控制小功率电源已经取代电压型PWM 控制小功率电源。

Unitrode公司推出的UC3842系列控制芯片是电流型PWM控制器的典型代表。

DC/DC转换器转换器是开关电源中最重要的组成部分之一，其有5种基本类型：单端正激式、单端反激式、推挽式、半桥式和全桥式转换器。

下面重点分析隔离式单端反激转换电路，电路结构图如图1所示。

电路工作过程如下：当M1导通时，它在变压器初级电感线圈中存储能量，与变压器次级相连的二极管VD处于反偏压状态，所以二极管VD截止，在变压器次级无电流流过，即没有能量传递给负载；当M1截止时，变压器次级电感线圈中的电压极性反转，使VD导通，给输出电容C充电，同时负载R上也有电流I流过。

M1导通与截止的等效拓扑如图2所示。

电流型PWM与电压型PWM比较，电流型PWM控制在保留了输出电压反馈控制外，又增加了一个电感电流反馈环节，并以此电流反馈作为PWM 所必须的斜坡函数。

下面分析理想空载下电流型PWM电路的工作情况(不考虑互感)。

电路如图3所示。

设V导通，则有L·diL/dt = ui (1)iL以斜率ui/L线性增长，L为T1原边电感。

经无感电阻R1采样Ud=R1·iL送到脉宽比较器A2与Ue比较，当Ud>Ue，A2输出高电平，送到RS锁存器的复位端，此时或非门的两个输入中必有一个高电平，经过或非门输出低电平关断功率开关管V。

UC384X的PWM产生机理及其控制

PWM Control Based on 384X’s PrincipleShen Yu1, Yu Cheng-Bo21) Research Institute of Remote Test and Control, Chongqing University of Technology，Chongqing，China(aliasxx@)2)Research Institute of Remote Test and Control, Chongqing University of Technology，Chongqing，China(yuchengbo@)Abstract—The ERROR AMP and The PWM Comparator inside 384X are used to control PWM output, Datasheets recommend by companies indicate that the voltage control signer is linked with the pin FB, which is the input of ERROR AMP and control the PWM output through the PWM comparator; The circuit extracted in this article linked the voltage control signer with the pin COMP, which is the output and feedback pin of ERROR AMP. The practical experiment proved that the control circuit is convenience and effective either in open loop or in closed loop circuits．.Keywords—UC384X, PWM, control, open loop, closed loopUC384X的PWM产生机理及其控制沈钰，余成波重庆理工大学电子信息与自动化学院重庆，中国摘要UC384X通过内部的误差放大器和比较器来控制输出的PWM脉宽，各公司推荐的资料都将电压控制信号加到该芯片内部误差放大器的输入引脚FB，再通过误差放大器的输出去控制PWM比较器；在实验的基础上，本文将控制PWM的电压信号加到内部误差放大器的补偿反馈引脚COMP，实践表明，无论在开环和闭环的应用中，这种接法都能使UC384X系列芯片的控制变得更加有效和更加方便。