UC3842脉宽调制高频开关稳压电源设计正文
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。
基于UC3842的单端反激式开关电源的设计
基于UC3842的单端反激式开关电源的设计电源装置是技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流因为具有效率高、体积小和分量轻等突出优点，获得了广泛的应用。
的控制可以分为控制型和控制型，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节率精度，后者，较电压控制型有不行比拟的优点。
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整脉宽的。
在脉宽的输入端挺直用流过输出线圈电流的信号与误差输出信号举行比较，从而调整占空比使输出的电感峰值电流尾随误差电压变幻而变幻。
因为结构上有电压环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调节率、负载调节率和瞬态响应特性都有提高，是比较抱负的新型的控制器闭。
1 电路设计和原理1．1 UC3842工作原理UC3842是单电源供电，带电流正向补偿，单路调制输出的集成芯片，其内部组成框图l所示。
其中脚1外接阻容元件，用来补偿误差放大器的频率特性。
脚2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举行比较，产生误差电压。
脚3是电流检测输入端，与协作，构成过流庇护电路。
脚4外接锯齿波外部定时电阻与定时，打算振荡频率，基准电压VREF为0．5V。
输出电压将打算的变压比。
由图1可见，它主要包括高频振荡、误差比较、欠压锁定、电流取样比较、脉宽调制锁存等功能电路。
UC3842主要用于高频中小容量开关电源，用它构成的传统离线式反激变换器电路在驱动隔离输出的单端开关时，通常将误差比较器的反向输入端通过反馈绕组经电阻分压得到的信号与内部2．5V基准举行比较，误差比较器的输出端与反向输入端接成PI补偿网络，误差比较器的输出端与电流采样电压举行比较，从而控制序列的占空比，达到电路稳定的目的。
1．2 系统原理本文以UC3842为核心控制部件，设计一款AC 220V输入，DC 24V输出的单端反激式开关稳压电源。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
UC3842芯片设计开关电源_中文资料开关电源是一种将交流电转换为直流电的电源，其工作原理是由中文名称为“开关电压调制控制器”的芯片进行控制。
UC3842芯片是一种常用的开关电源控制芯片，下面将介绍UC3842芯片的设计和工作原理。
UC3842芯片的主要应用是在开关电源中，尤其是中小功率开关电源中，如适配器、电子镇流器、电源管理等领域。
它具有工作电压范围广、频率可调、输出稳定性好、过载和过温保护等优点，非常适合用于电源控制领域。
UC3842芯片的反馈引脚（FB）通过一个反馈电路来实现对输出电压的监测和控制。
当输出电压高于预设的标准电压时，反馈电压将减小，从而减小PWM信号的宽度，进而降低开关管的导通时间，使输出电压下降；反之，当输出电压低于标准电压时，PWM信号的宽度将增加，从而增加开关管的导通时间，使输出电压升高。
UC3842芯片还具有过载和过温保护功能。
当输出电流超过芯片所设定的峰值电流时，UC3842芯片会自动将PWM信号的宽度减小，从而限制输出电流的增加，保护开关电源不被过载；同时，当芯片温度超过一定值时，芯片会自动切断PWM信号，停止工作，以保护芯片不被过热。
总的来说，UC3842芯片是一款功能强大的开关电源控制芯片，具有高性能、稳定可靠的特点，可以广泛应用于开关电源等领域。
通过控制PWM信号的特性和振荡频率，UC3842芯片实现对开关电源的精确控制，提高了开关电源的效率和可靠性。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
UC3842芯片设计开关电源_中文资料UC3842是一款常用的开关电源控制器芯片，它可以通过调节PWM（脉宽调制）信号的占空比来控制开关管开关时间，从而实现对开关电源输出的稳定调节。
UC3842芯片的设计和应用非常灵活，而且它的设计原理和工作方式较为简单。
下面我将为大家介绍UC3842芯片的基本特点以及设计开关电源的步骤。
一、UC3842芯片的基本特点：1.输入电压范围广：UC3842芯片的输入电压范围为7.6V～30V，适用于大多数开关电源设计。
2.输出电压的精度高：UC3842的输出电压精度为±5%，可以满足大部分应用的要求。
3.PWM控制方式：UC3842采用PWM控制方式，可以精确调节输出电压和电流。
4.内置反馈保护：UC3842内置有过电流保护、短路保护等功能，可以保护开关电源的稳定工作。
5.芯片内置30V功率管驱动器：UC3842芯片内部集成了30V功率管驱动器，可以直接驱动高压功率管，减少了外部驱动电路的设计和成本。
6.温度补偿：UC3842芯片内置了温度补偿电路，可以根据环境温度的变化调整输出电压的稳定性。
二、UC3842芯片的应用：1.确定输出电压和电流：根据具体应用的要求，确定所需的输出电压和电流。
2.选择外部元器件：根据芯片的特性和应用需求，选择合适的功率管、电感、电容等外部元器件。
3.连接芯片引脚：将UC3842芯片和外部元器件按照电路图连接好，注意引脚的正确连接。
4.设计反馈电路：根据输出电压的要求，设计合适的反馈电路，将输出电压与电压参考源进行比较，输出误差信号用于控制芯片的PWM输出。
5.调节PWM信号：通过调节UC3842芯片的PWM输入信号的占空比，控制开关管的开关时间，从而调节输出电压和电流。
6.测试和调试：将设计好的开关电源连接到负载上，进行测试和调试，确保输出电压和电流稳定，满足要求。
三、UC3842芯片设计开关电源的要点：1.控制丝印标注：通过丝印标注控制引脚的功能，方便布线和检查。
UC3842芯片设计开关电源中文资料
UC3842芯片设计开关电源中文资料UC3842是一款广泛应用于开关电源设计的PWM（脉冲宽度调制）控制芯片。
它能够实现具有高效率和稳定性的开关电源的设计。
UC3842具有丰富的功能和灵活的设计选项，使其成为非常受欢迎的开关电源控制器。
在本文中，我们将详细介绍UC3842的特性、应用和设计原理。
1.高精度：UC3842通过内部误差放大器和参考电压源提供高精度的电压和电流控制。
2.脉冲宽度调制：UC3842提供可调节的PWM，以实现恒定的输出电压或电流，以及保护和调节功能。
3.全面保护功能：UC3842具有过载保护、过压保护和短路保护功能，以保护开关电源和负载。
4.宽输入电压范围：UC3842可在广泛的输入电压范围内工作，以适应不同的应用环境。
5.多种封装类型：UC3842提供多种封装类型（如DIP和SOP），以满足不同产品的设计需求。
1.开关电源：UC3842可以广泛应用于开关电源，如电视机、电脑、通信设备等。
2.电气设备：UC3842可以用于控制和保护电气设备，如电动机、变压器、变频器等。
3.照明系统：UC3842适用于各种照明系统，如LED照明、荧光灯、卤素灯等。
4.汽车电子：UC3842可以用于汽车电子，如汽车发电机、点火器、电子控制单元等。
1.输入电压：UC3842的输入电压为直流电压，通常取自电源电压。
2.参考电压：UC3842内置了一个参考电压源，用于设定输出电压的参考值。
3.比较器：UC3842通过比较器将输出电压与参考电压进行比较，以确定PWM的占空比。
4.控制信号：根据比较结果，UC3842产生PWM信号控制开关管的导通时间，以调节输出电压或电流。
5.输出电压：UC3842将调节后的PWM信号通过开关管和输出电感传递到负载，实现对负载的电压或电流控制。
1.设定输出要求：确定目标输出电压或电流，并选择合适的开关电源拓扑结构和电感、电容等元件。
2.确定输入参数：确定输入电压范围、功率因数和效率要求，并选择合适的电源电压和电源电流。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
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UC3842的工作原理是基于PWM（脉宽调制）控制技术，通过控制开关
管的导通时间比例来调节输出电压。
UC3842芯片内置了一个错误放大器、一个PWM比较器、一个复位控制电路和一个延时电路。
通过错误放大器，UC3842能够检测到输出电压的变化，并通过PWM比较器产生调制信号。
复位控制电路和延时电路则用于控制开关管的导通时间。
UC3842的应用范围非常广泛，可以用于各种开关电源的设计。
例如，它可以应用在电视机、手机充电器、电脑电源等电子设备中。
由于
UC3842具有稳定、高效和可靠的特性，因此被广泛应用于工业控制、仪
器仪表、通信设备等领域。
在设计UC3842开关电源时，有几个关键要点需要注意。
首先是选择
合适的输入和输出滤波电容，以保证电源的稳定性和可靠性。
其次是选择
合适的功率管和变压器，以满足电源的输出功率需求。
此外，还需要合理
设计反馈回路，以实现恒定的输出电压。
最后，还需要对整个电路进行合
理布局和散热设计，以确保电源的工作稳定性和效率。
总之，UC3842是一款功能强大的开关电源控制芯片，它能够提供精
确的电源管理和保护功能。
在设计UC3842开关电源时，需要注意选择合
适的元器件和合理布局，以确保电源的稳定性和效率。
希望本文能够对
UC3842的设计和应用有所帮助。
UC3842脉宽调制高频开关稳压电源设计正文
目录第1章概述 0第2章系统总体方案确定 (2)2.1 工作原理 (2)2.2 系统组成 (3)第3章主电路设计 (3)3.1 主电路的设计 (3)3.2 主电路元器件的计算及选型 (4)3.2。
1 设计依据主要参数 (4)3。
2.2 高频变压器的选择 (4)3.2。
3 芯片选择 (5)3.3 主电路保护环节的设计 (6)第4章控制电路设计与分析 (7)4.1 降压整流滤波电路 (7)4。
2 PWM脉冲控制驱动电路 (8)4。
3电路输出部分的设计 (10)第5章实验与仿真 (11)5.1 仿真电路图 (11)5.2 实验结果及结论 (12)第6章总结 (14)附录 (15)第1章概述在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展,对电源产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术,做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便,并取得了较好的经济效益。
随着半导体技术和微电子的高速发展、集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现，使得电子设备的体积在不断的缩小,重量在不断的减轻.所有从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想,他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途径来取代开关变压器,使之能够满足电子仪器和设备为小型化的需要.开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的,并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后,才能使之有一组输入得到极性、大小各不相同得多组输出。
要进一步提高开关稳压电源的效率，就必须提高电源的工作频率。
但是,当频率提高以后，对整个电路中的元件又有了新的要求.例如，高频电容、开关管、开关变压器、储能电感等都会出现新的问题。
进一步研制适应高频率工作的有关电路元器件,是从事开关稳压电源研制的科技人员要解决的问题。
UC3842芯片设计开关电源_中文资料
UC3842芯片设计开关电源_中文资料UC3842芯片设计开关电源笔者最近设计了由UC3842组成的DC2DC转换器,总的框架采用参考文献中现成的电路。
但由于输入电压和工作频率不同,重新设计了电路参数。
UC3842的内部结构和特点UC3842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。
UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。
主要由5. 0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成端1为COMP端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct 确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端,可以工作在8～40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。
2 电路结构与工作原理图2所示为笔者在实际工作中使用的电路图。
输入电压为24V直流电。
三路直流输出,分别为+5V/4A, +12V/0. 3A和- 12V/0. 3A。
所有的二极管都采用快速反应二极管,核心PWM器件采用UC3842。
开关管采用快速大功率场效应管。
2. 1 启动过程首先由电源通过启动电阻R1提供电流给电容C2充电,当C2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,输出信号为高低电压脉冲。
高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。
根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。
当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,根据楞次定律,变压器原边为维持电流不变,产生下正上负的感生电动势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量。
同时反馈线圈向UC3842供电。
UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V和10V,如图3所示。
一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计
一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计作者：栾军来源：《电子世界》2014年第16期【摘要】设计了一种以电流型PWM控制器UC3842芯片为核心的高频单端反激式开关稳压电源。
利用可控精密稳压源TL431和一种性能优良的电流控制型脉宽调制芯片UC3842实现对电源电压的稳压输出和控制。
阐述了开关电源的设计原理、各组成部分的功能及其工作过程。
为了满足电源的安全性和电磁兼容性要求，采用低通滤波法抑制传导干扰，采用光耦PC817进行隔离和反馈，并在电源电路中加入了热敏电阻、压敏电阻以及过压、过流保护等保护措施。
测试结果表明：该电源具有优良的稳压性、纹波小、负载调整率电压调整率高等优点。
【关键词】电流型;PWM;控制器;UC3842;电磁兼容性;传导干扰引言在设计开关电源时通常以PWM集成电路为核心。
近年来，开关电源集成控制器将PWM 控制电路、保护电路集成到一块芯片上，电路设计简单方便，可靠性高。
常见的PWM控制器从控制类型划分共有两种：分别是电压控制型和电流控制型。
电压型PWM控制器调节脉宽是通过反馈电压进行的，电流型PWM控制器是通过调节占空比，使电感峰值电流随误差变化而变化。
电流型PWM控制器的电压调整率和负载调整率效果比电压型PWM控制器更为显著。
采用电流型PWM控制器后系统的动态特性和稳定性明显改善。
电流型PWM控制器内置的限流和并联均流能力使控制电路更加简单且可靠性高。
目前，电流型PWM集成控制器已经产品化，在小功率电源方面取代了电压型PWM控制器。
1.UC3842 PWM芯片简介UC3842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，从而控制脉冲宽度;③脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态;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。
uc3842中文资料 (2)
UC3842中文资料1. 简介UC3842是一款常用的PWM（脉宽调制）控制器，广泛应用于开关模式电源控制电路中。
它具有高效率、低功耗和高性能特点，适用于多种应用领域，如电源适配器、LED驱动和开关模式电源等。
2. 特性及优势•采用当前模式的回路架构设计，可实现快速的动态响应和高精度的电压调整。
•内置PWM比较器，能够实现精确的脉宽调制，并且具有可调的占空比和频率。
•内置错误保护功能，包括过流保护、过热保护和欠压保护等，有利于提高系统的可靠性和稳定性。
•采用高精度的参考电压源，能够提供稳定的工作电压，并降低温度对电压的影响。
3. 电气参数UC3842的电气参数如下表所示：参数描述输入电压范围7V - 30V工作温度范围-40°C - 85°C输出电流100mA频率范围100kHz - 500kHzPWM比较器电流200nA4. 典型应用电路以下是一个基于UC3842的典型应用电路示意图：5. 使用说明在使用UC3842之前，请先仔细阅读UC3842的中文资料以了解其功能和特性。
然后按照以下步骤进行操作：1.将UC3842正确地焊接到电路板上，确保引脚与电路板正确连接。
2.根据实际需求，调整UC3842的占空比和频率。
可以通过调整电阻或电容进行设置。
3.连接输入电源，并确保输入电压在规定范围内。
4.连接输出负载，确保负载的电流符合UC3842的额定输出电流。
5.检查保护功能是否正常工作。
可以通过引入错误信号或调整输入电压来测试保护功能。
6.监测输出电压和输出电流，确保其稳定在预期的范围内。
7.如果需要，可以对UC3842进行温度测试，并检查其工作温度是否符合规格要求。
6. 注意事项在使用UC3842时，请注意以下事项：•严禁超过UC3842的额定电压、电流和温度范围，否则可能会导致不可逆的损坏。
•在操作电路时，注意安全措施，避免触电和短路等危险。
本科毕业设计(论文)_基于芯片UC3842的高频开关电源
摘要随着开关电源在计算机、通信、航空航天、仪器仪表及家用电器等方面的广泛应用, 人们对其需求量日益增长, 并且对电源的效率、体积、重量及可靠性等方面提出了更高的要求。
开关电源以其效率高、体积小、重量轻等优势在很多方面逐步取代了效率低、又笨重的线性电源。
电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性。
开关电源技术的主要用途之一是为信息产业服务。
信息技术的发展对电源技术又提出了更高的要求，从而促进了开关电源技术的发展。
开关电源的高频变换电路形式很多, 常用的变换电路有推挽、全桥、半桥、单端正激和单端反激等形式。
本论文是基于芯片UC3842的小功率高频开关电源系统设计。
关键词：开关电源；半桥；全桥；推挽；高频变压器ABSTRACTWith the switch power source extensive use in the field of computer, communicate by letter, aeronautics and astronautics, instrument appearance and domestic appliances etc., people increases by gradually to whose need amounts, have brought forward higher request to aspect such as power source efficiency, bulk factor and reliability. The switch power source is small with it’s effi ciency height volume， weight makes light of to wait for advantage to have substituted the inefficient , both stupid and serious linearity power source in many aspects step by step. The electric power electronic technology development, specially high efficiency component IGBT and the MOSFET rapid development, enhances the switching power supply operating frequency to the quite high level, enable it to have the high stability and GaoXingjia compares and so on the characteristic. One of switching power supply technology main uses is serves for the information industries. The information technology development also set a higher request to the power source technology, thus promoted the switching power supply technology development. Switch power source high frequency alternation circuit form many, forms such as alternation circuit in common use having the push-pull , entire bridge , the bridge , only upright exciting and single end exciting partly on the contrary. This paper is based on UC3842 chip of low power frequency switching power supply system design.Keywords: Switching power supply；Half bridge；The bridge；The push-pull；High-frequency transformer目录1 绪论 (1)1.1 课题研究的背景 (1)1.2 研究的目的及意义 (2)1.2.1 课题研究的目的 (2)1.2.2 课题研究的意义 (2)1.3 高频开关电源的发展情况 (2)1.3.1开关电源的发展情况 (2)1.3.2 高频开关电源的主要新技术标志 (3)1.4 隔离式高频开关电源简介 (5)2 高频开关电源的总体设计 (6)2.1 主电路的选择 (6)2.2 控制电路的选择 (7)2.2.1单片机控制电路分析 (7)2.2.2 芯片控制电路分析 (7)2.3 电流工作模式的方案选择 (7)2.3.1 电流连续模式分析 (7)2.3.2 电流断续模式分析 (7)2.4 综合结构电路图 (8)3 开关电源输入电路设计 (9)3.1 电压倍压整流技术 (9)3.1.1 交流输入整流滤波电路原理 (9)3.1.2 倍压整流技术 (9)3.2 输入保护器件保护 (10)3.2.1 浪涌电流的抑制 (10)3.2.2 热敏电阻技术分析 (11)4 开关电源主电路设计 (12)4.1 单端反激式变换器电路的工作原理 (12)4.2 开关晶体管的设计 (13)4.3 变压器绕组的设计 (15)4.4 输入整流器的选择 (17)4.5 输出滤波电容器的选择 (18)5 开关电源控制电路设计 (18)5.1 芯片简介 (18)5.1.1芯片原理 (18)5.1.2 UC3842 内部工作原理简介 (19)5.2 工作描述 (20)5.3 UC3842常用的电压反馈电路 (23)6 结论 (26)6.1 成果与结论 (26)6.1.1开关变换器的设计 (26)6.1.2 PWM集成控制器的设计 (26)6.1.3电压电流反馈闭环电路的设计 (26)6.2 进一步工作设想 (27)参考文献 (28)致谢 (29)1 绪论1.1 课题研究的背景随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体存储器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。
UC3842电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究
UC3842电流控制型脉宽调制开关稳压电源研究
1 引言
电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域，其中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，获得了广泛地应用。
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；后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。
本文介绍的UC3842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和电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有以下特点：
(1)管脚数量少，外围电路简单，价格低廉；
(2)电压调整率很好；
(3)负载调整率明显改善；
(4)频响特性好，稳定幅度大；
(5)具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。
一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计
一种基于UC3842的新型开关稳压电源设计衡耀付，陈富军（黄淮学院电子科学与工程系，河南驻马店463000）摘要：设计了一种以电流型PWM 控制器UC3842芯片为核心的高频单端反激式开关稳压电源。
基于信号流程和电路功能模块划分，利用三端稳压器TL431配合新器件UC3842实现了对电源电压的控制和稳压输出。
分析了新型开关电源的设计原理、各组成模块的功能以及工作过程。
为了满足设计电源的电磁兼容性和安全性要求，设计利用低通滤波扼制了传导干扰，采用光耦器件PC817实现了输入／输出的隔离和反馈，并在电源电路中加入了热敏电阻、压敏电阻以及过压、过流保护等保护措施。
实验测试结果表明：所设计的电源具有稳压性能优良，纹波小，电压调整率、负载调整率高等优点。
关键词：开关电源；电流型PWM 控制器；电压调整；负载调整；UC3842；电磁兼容性；传导干扰中图分类号：T M 46；TN 86文献标识码：B 文章编号：1006-6047（2009）09-0133-04收稿日期：2009-02-16；修回日期：2009-06-19基金项目：河南省科技厅科技攻关计划项目（2007140010）电力自动化设备Electric Power Automation EquipmentVol．29No．9Sept.2009第29卷第9期2009年9月0引言开关电源设计通常选用PWM 集成芯片为核心［1-2］。
近年来，将PWM 控制电路、保护电路集成到一块芯片上的开关电源集成控制器［3］，其外围电路简单、可靠性高。
常见的PWM 控制器分为电压控制型和电流控制型2种。
电压型PWM 控制器是通过反馈电压来调节脉宽［4］。
电流型PWM 控制器是通过输出电感线圈的电流信号与误差放大器输出信号相比较来调节占空比，从而使电感峰值电流随误差变化而变化［5］。
与电压型PWM 相比，电流型PWM 具有更好的电压调整率和负载调整率［6］，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。
uc3842开关电源设计
uc3842开关电源设计开关电源是一种利用电力电子器件控制开关元件的通断，通过改变电源输入参数实现对输出电路的电能进行转换、调整和控制的电源系统。
而UC3842则是一种常用的开关电源控制芯片，可用于开关电源设计。
下面将以UC3842开关电源设计为主题，详细介绍其原理、特点以及设计步骤。
一、UC3842开关电源设计原理UC3842是国内常用的开关电源控制IC，它是一种控制模式选用的单片机，工作时通过UC3842的内部误差放大器A1将分压出来的反馈电压UFBVI与参考电压Uref相比较，当UFBVI ＞ Uref时A1的输出电平为高电平，反之为低电平。
UC3842通过引脚1和引脚2之间的Rt和Ct参数，对开关频率Fs进行调节，FS值得计算公式为：Fs≈1/(Rt*Ct)。
所以，Rt和Ct的取值将直接影响到整个开关电源的工作频率。
通过编程UC3842开环响应所需的时间常数，在动态响应中提供了良好的平稳性。
REM信号告诉控制器它是否低电平需要紧跟开关电源的On/Off状态改变。
使能引脚(EN/UV)为高电平时，可以禁用所有的反馈，达到过压保护的目的。
通过调整反馈引脚(FB)电路中的比例电阻和稳定调节器的电流检测电阻，可以调整输出电压等。
二、UC3842开关电源设计特点1.宽工作电压范围：UC3842适用于宽范围的输入电压，能够适应不同应用场景的需求。
2.高精度输出控制：UC3842可以通过误差放大器对输出电压进行精确的调整和控制。
3.可编程的开关频率：通过调节引脚1和引脚2之间的Rt和Ct参数，可以灵活设置开关频率。
4.强大的过压保护功能：UC3842内部集成了过压保护功能，可以在过压时及时切断输出，保护负载和其它电路元件。
三、UC3842开关电源设计步骤1.确定输入电压范围：根据具体应用场景确定开关电源的输入电压范围，一般可选几个常见的范围，如12V、24V等。
2.确定输出电压和电流：根据实际需求确定开关电源的输出电压和电流，比如输出5V/2A，或者12V/1A等。
用UC3842进行开关电源的设计
用UC3842进行开关电源的设计一、 设计目的用UC3842新型集成开关电源芯片进行开关电源设计，市电输入采用无工频变压器设计，开关管的触发调整信号采用高频40KHZ 的PWM （脉宽调制信号），达到额定输出为5V,7A 的高精度稳压输出，电源轻便，简洁明快。
1、 UC3842的性能特点：（1） 它属于电流型单端PWM 调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。
能通过高频变压器与电网隔离，适于构成无工频变压器的20~50W 小功率开关电源。
（2） 最高开关频率为500kHZ,频率稳定度达0.2%。
电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS 管、TMOS 管。
（3） 内部有高稳定度的基准电压源，典型值为5.0V ，允许有±0.1V 的偏差。
温度系数为0.2mV/℃。
（4） 稳压性能好。
其电压调整率可达0.01%/V,能同第二代线性集成稳压器（例如LM317）相媲美。
启动电流小于1mA,正常工作电流为15mA 。
（5） 除具有输入端过压保护与输出端过流保护之外，还设有欠压锁定电路，使工作稳定、可靠。
（6） 最高输入电压IM V =30V ，输出最大峰值电流PM I =1A,平均电流为0.2A,本身最大功耗DM P =1W,最大输出功率OM P =50W 。
2、 UC3842的引脚排列及内部框图UC3842采用DIP-8封装如上图1，管脚I V 、O V 、GND 端分别接输入电压、输出电压、地。
REF V 为内部5.0V 基准电压引出端。
T R /T C 是外接定时电阻、定时电容的公共端。
UC3842内部框图如图2,其主要包括5.0V 基准电源，振荡器、误差放大器，过流检测电压比较器、PWM 锁存器、输入欠压锁定电路、门电路、输出级、34V 稳压管。
二、 总体电路框图及单元功能分析1、输入单元(1)电源噪声滤波器电源噪声滤波器电路如图4该滤波器有两个输入端，两个输出端和一个接地端，制作使用时外壳使用金属屏蔽并接地，电路包括共模电感L、滤波电容器C1~C4。
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目录第1章概述 (1)第2章系统总体方案确定 (3)2.1 工作原理 (3)2.2 系统组成 (4)第3章主电路设计 (5)3.1 主电路的设计 (5)3.2 主电路元器件的计算及选型 (6)3.2.1 设计依据主要参数 (6)3.2.2 高频变压器的选择 (6)3.2.3 芯片选择 (7)3.3 主电路保护环节的设计 (8)第4章控制电路设计与分析 (10)4.1 降压整流滤波电路 (10)4.2 PWM脉冲控制驱动电路 (11)4.3电路输出部分的设计 (13)第5章实验与仿真 (15)5.1 仿真电路图 (15)5.2 实验结果及结论 (16)第6章总结 (18)附录 (19)第1章概述在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电源产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。
这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。
开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便，并取得了较好的经济效益。
随着半导体技术和微电子的高速发展、集成度高、功能强的大规模集成电路的不断出现，使得电子设备的体积在不断的缩小，重量在不断的减轻。
所有从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想，他们正致力于研制出效率更高、体积更小、重量更轻的开关变压器或者通过别的途径来取代开关变压器，使之能够满足电子仪器和设备为小型化的需要。
开关稳压电源的效率是与开关管的变换速度成正比的，并且开关稳压电源中由于采用了开关变压器以后，才能使之有一组输入得到极性、大小各不相同得多组输出。
要进一步提高开关稳压电源的效率，就必须提高电源的工作频率。
但是，当频率提高以后，对整个电路中的元件又有了新的要求。
例如，高频电容、开关管、开关变压器、储能电感等都会出现新的问题。
进一步研制适应高频率工作的有关电路元器件，是从事开关稳压电源研制的科技人员要解决的问题。
工作在线性状态的稳压电源，具有稳压和滤波的双重作用因而串联闲心稳压电源不产生开关干扰，且波纹电压输出较小。
但是，在开关稳压电源中的开关管工作在开关状态，其交变电压和电流会通过电路中的元器件产生较强的尖峰干扰和谐振干扰。
这些干扰就会污染市电电网，影响邻近的电子仪器及设备的正常工作。
随着爱管稳压电源电路和抑制干扰措施的不断改进，开关稳压电源的这一缺点得到进一步地克服，可以达到不妨碍一般的电子仪器、设备和家用电器正常工作的程度。
第2章系统总体方案确定开关稳压电源被誉为“新型高效节能电源”，它代表着稳压电源的发展方向。
由于内部器件工作在高频开关状态，因此本身消耗的能量极低，电源效率可以达到80%以上，比串连调整线性稳压电源的效率提高近一倍。
电压控制型开关电源会对开关电流失控，不便于过流保护，并且响应慢、稳定性差。
与之相比，电流控制型开关电源是一个电压、电流双闭环控制系统，能克服电流失控的缺点，并且性能可靠、电路简单。
利用电流控制型脉宽调制芯片UC3842为核心设计的开关稳压电源，电路结构简单、成本低、体积小、易实现，并且可以克服电压型脉宽调制器开关稳压电源频响慢、电压调整率低和负载调整率低的缺点。
2.1 工作原理简单来说就是电网工频交流先整流为固定直流，通过功率变换（高频逆变）得到20－50KHz的高频交流，再经高频整流与滤波，得到所需的直流。
其工作原理如图2-1如下：2.2 系统组成电路由两个大的部分组成：即主电路和控制电路。
(1)主电路由以下部分组成：线路滤波器、电力二极管形成的全波整理电路、高频变压器，包括初级线圈和次级线圈、变压器二次侧整流电路和线路滤波器(2)控制电路由以下部分组成：脉冲发生芯片UC3842以及周边电路、功率开关管（主要以MOSFET 作为高频开关器件）、自馈线圈根据经验和实验结果，检测电阻上的电压会出现较大的尖峰电压，所以主电路和控制电路中都需要加上尖峰电压消除电路。
另外考虑到在实际应用中很可能因为各种原因或电路本身的特性造成炸管等不安全现象，所以还需加入保护电路。
第3章主电路设计3.1 主电路的设计如图3-1所示，电路主要由三部分组成：（1）降压整流滤波电路，这部分主要是得到DC-DC的输入电压和为UC3842提供驱动电压。
（2）PWM脉冲控制驱动电路，它的主体是一个UC3842芯片，以及它的外围电路组成。
用它的⑥脚的输出脉冲控制MOS管的工作，并且它自带保护脚③，很简单方便。
（3）输出部分，它是由一个升压直流斩波电路构成，结构原路简单。
图3-13.2 主电路元器件的计算及选型3.2.1 设计依据主要参数（1）输入输出电压：单相（AC）220（1+15%）、15V（DC）（2）输出电流：≤5A（3）电压调整率：≤1%（4）负载调整率：≤1%（5）效率：≥0.8（6）功率因数：≥0.83.2.2 高频变压器的选择高频变压器初级线圈的储能值W，初级线圈、自馈线圈和次级线圈的匝数N1、N2、N3，需要通过计算求得。
L=η(V Imin*D max)/2P o f o(1)W=0.5·L·I2(2)N1=2×107W/B·S J·I (3)N2=[N1(V O+V F)(1-D max)]/V Imin·D max(4)N3算法与N2相同其中：η为电源效率P o为额定的输出功率f o为开关功率管的开关频率L为高频变压器初级线圈的电感量I为短路保护的过载电流B为磁性材料的饱和磁通密度S J为磁芯有效截面积D max为最大占空比V F为自馈线圈上整流二极管的管电压由于在计算过程中，上述变量有部分在控制电路中才能计算清楚，所以在此只给出经过计算后得出的值，其运算过程可在控制电路的设计中查找获得。
L=5.8mHW=0.91mJN1=150匝N2=17匝N3=38匝另外我们选择饱和磁通B=150mT，有效磁芯截面积为1.44cm2的磁性材料来构成高频变压器。
3.2.3 芯片选择本次课程设计由芯片UC3842产生脉冲，来控制MOSFET来实现斩波调压。
UC3842是一种单端输出的峰值电流PWM控制芯片，如图3-2示出了UC3842的内部方框图。
该芯片只有8个引脚，但一样可以使用内部E/A误差放大器构成电压闭环，利用电流测定、电流测定比较器构成电流闭环，端8为内外供外用的基准电压5V，带载能力50mA。
端7为集成块工作电源VCC，可以在8～40V，振荡器产生方波振荡，振荡频率取决于外接定时元件，接在4脚与8脚之间的电阻R与接在4脚与地之间的电容C共同决定了振荡器的振荡频率，f=1.8/RC，端5为地。
端6为推挽输出，有拉、灌电流的能力。
端1外接RC网络以改变误差放大器的闭环增益和频率特性；端3为电流检测端，用于检测开关管的电流，当3脚电压≥1V时，UC3842就关闭输出脉冲，保护开关管不至于过流损坏。
图3-2 UC3842的内部结构框图3.3 主电路保护环节的设计要知道主电路保护电路的必要性，就必须搞清楚UC3842本身保护电路的缺陷。
1)通过在UC3842的采样电压处接入一个射极跟随器，从而在控制电压上增加了一个与脉宽调制时钟同步的人为斜坡，它可以在后续的周期内将△I扰动减小到零。
因此，即使系统工作在占空比大于50％或连续的电感电流条件下，系统也不会出现不稳定的情况。
不过该补偿斜坡的斜率必须等于或略大于m2／2，系统才能具有真正的稳定性。
2）取样电阻改用无感电阻。
无感电阻是一种双线并绕的绕线电阻，其精度高且容易做到大功率。
这样，即使在高频情况下取样电阻所消耗的功率也不会超过它的标称功率，因此也就不会出现炸机现象。
3)反馈电路改用TL43l加光耦来控制。
如果把反馈信号接到UC3842的电压反馈端，则反馈信号需连续通过两个高增益误差放大器，传输时间增长。
由于TL431本身就是一个高增益的误差放大器，因此，直接采用脚1做反馈，从UC3842的脚8(基准电压脚)拉了一个电阻到脚l，脚2通过R18接地。
这样做的好处是，跳过了UC3842的内部放大器，从而把反馈信号的传输时间缩短了一半，使电源的动态响应变快。
第4章 控制电路设计与分析4.1 降压整流滤波电路降压整流滤波电路如图4-1，输入的220V 交流电经过桥式整流以及C1C2滤波过后变成脉动的直流电压，此电压经通过电阻R2分压给UC3842提供启动电压，当电压达到16v 时达到芯片的启动电压，UC3842开始工作并提供驱动脉冲， uc3842的启动电压大于16 V ，启动电流仅1 mA 即可进入工作状态。
处于正常工作状态时，工作电压在10～34 V 之间，负载电流为15 mA 。
超出此限制，开关电源呈欠电压或过电压保护状态，无驱动脉冲输出。
元件参数选择：（1）变压器的选择：要输出U2=18V 的直流电，全桥整流电路的二次侧输出电Un2。
因为采用全桥整流，所以有222÷=U Un解此算式可以得到 Un2=12.73V计算变压器的一次侧和二次侧的线圈比N1/N2电路的输入电压是市电交流电压220V所以：N1/N2=Un1/Un2即：N1/N2=220/12.73=0.05785根据需要和选择期间的方便，取N1/N2=0.6（2）滤波电容的选择在经过电路仿真和经验可以得到所需要的滤波电容： C1=68uF, C2=22uF图4-1 降压整流滤波电路4.2 PWM脉冲控制驱动电路如图4－2所示，由分压电阻R提供分得的电压接入uc3842的⑦（Vcc）管脚，uc3842启动工作，由⑥端（output）输出推动开关管工作，输出信号为高低电压脉冲。
高电压脉冲期间，场效应管导通，电流通过变压器原边，同时把能量储存在变压器中。
根据同名端标识情况，此时变压器各路副边没有能量输出。
当⑥脚输出的高电平脉冲结束时，场效应管截止，根据楞次定律，变压器原边为维持电流不变，产生下正上负的感生电动势，此时副边各路二极管导通，向外提供能量。
同时反馈线圈向UC3842供电。
UC3842内部设有欠压锁定电路，其开启和关闭阈值分别为16V和10V，电源电压接通之后，当⑦端电压升至16V时UC3842开始工作，启动正常工作后，它的消耗电流约为15mA。
由于输入电压的不稳定，或者一些其他的外在因素，有时会导致电路出现短路、过压、欠压等不利于电路工作的现象发生，因此，电路必须具有一定的保护功能。
如图4－3所示，如果由于某种原因，输出端短路而产生过流，开关管的漏极电流将大幅度上升，R6两端的电压上升，其中R19和C8组成滤波电路防止脉冲尖峰使电路误操作，UC3842的脚3上的电压也上升。
当该脚的电压超过正常值0.3V 达到1V(即电流超过1．5A)时，UC3842的PWM 比较器输出高电平，使PWM 锁存器复位，关闭输出。