基于UC3844的多路输出双管正激电源设计
UC3844开关电源电路原理分析
UC3844开关电源电路原理分析引言UC3844是美国Unitrode公司(已被TI公司收购)生产的高性能电流型脉宽调制器(PWM)控制器。
早期的PWM控制器是电压控制型的,常用的电压型PWM控制器有TL494、TL495、SG3524、SG3525等。
电压型PWM是指控制器按反馈电压来调节输出脉宽,电流型PWM是指控制器按反馈电流来调节输出脉宽。
电流型PWM是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,是目前比较理想的新型PWM控制器。
1 电流型PWM控制与电压型PWM控制原理及性能比较1. 1 电压型PWM控制电压型PWM控制系统框图如图1所示。
电源输出反馈电压U f与基准电压U g比较放大得到误差电压U e,该误差电压再与锯齿波发生器产生的锯齿波信号进行比较,产生占空比变化的矩形波驱动信号。
这种结构属于典型的单闭环系统,缺点是控制过程中主电路的电流没有参入输出控制。
由于电感的作用,电流滞后于电压的变化,因而系统响应速度慢,稳定性差。
图1 电压型PWM控制系统框图1. 2 电流型PWM控制电流型PWM正是针对电压PWM型的缺点发展起来的。
它在原有的电压环上增加了电流反馈环节,构成电压电流双闭环控制。
内环为电流控制环,外环为电压控制环。
无论电流的变化,还是电压的变化,都会使PWM 输出脉冲占空比发生变化。
这种控制方式可改善系统的电压调整率,提高系统的瞬态响应速度,增加系统的稳定性。
其控制系统框图如图2所示。
图2 电流型PWM控制系统框图1. 3 电流型PWM控制的优点a) 电压调整率好。
输入电压的变化立即引起电感电流的变化,电感电流的变化立即反映到电流控制回路而被抑制。
不像电压控制要经过输出电压反馈到误差放大器,然后再调节的复杂过程,所以响应快。
多路输出反激式开关电源设计要点
多路输出反激式开关电源设计要点多路输出反激式开关电源设计摘要:以UC3844芯片为控制核心,设计并制作了多路输出反激式开关电源。
完成了多路输出反激式开关电源系统设计,完成具体模块电路详细设计,包括 EMI 滤波电路、前级保护和整流桥电路、缓冲吸收电路、高频变压器、UC3844的启动与驱动电路、电流检测和过流保护电路等。
合理选择、设计和分配了开关电源各电路参数;设计出电路原理图,根据设计规范制作出 PCB,并组装出电源样机,最后对设计的样机进行测试验证。
开关电源样机输出电压稳定性较高,输出电压纹波较小,符合设计规范小于80mV 的要求;样机整体测试结果表明,电源各项指标均符合要求,输出稳定,性能较好。
关键词:开关电源;反激式;UC3844;模块化Design of Multi-output Flyback Switching Power SupplyAbstract: It was designed and produced a set of multiple output fly-back switching power supply, using the chip UC3844 as the control core. The design of the system and specific module circuits was completed. The module circuits include EMI filter circuit, level protection and bridge rectifier circuit, snubber circuit, high frequency transformer, start and drive circuit of UC3844, current sensing and over-current protection circuit. The parameters of switching power supply circuit were chose, designed and distributed reasonably. According to the schematic circuit design and design specifications, we produced the PCB, and assembled the prototype of power supply, also finished the test in the final.The higher stability of the output voltage of the switching power supply prototype, the output voltage ripple is small, meet the design specifications to the requirements of less than 80mV; The prototype of the overall test results show that the power of the indicators are in line with the requirements, output stability, better performance.Keywords: switch power supply;flyback;UC3844;Modular目录1 概述 01.1 课题研究背景与意义 01.2 课题设计内容 02 反激式开关电源系统分析 02.1 反激变换器工作原理分析 02.2 控制电路分析 (2)2.3 系统整体架构 (4)3系统设计 (5)3.1 变压器设计 (5)3.2 控制芯片选择 (11)3.3 控制芯片驱动电路及定时电阻电容计算 (13)3.4 缓冲吸收电路 (17)3.5 前置保护电路 (18)3.6 EMI滤波电路选择与设计 (18)3.7 输入整流滤波电路 (19)3.8 反馈电路设计 (21)3.9电流检测和过流保护电路 (22)3.10 软启动电路 (23)3.11 MOS管瞬态抑制保护电路 (24)4 系统调试 (24)4.1 硬件调试 (24)4.2 空载输出电压波形测量 (25)4.3 纹波测量与分析 (25)5 结束语 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录1 多路输出反激式开关电源原理图 (34)附录2 多路输出反激式开关电源PCB图 (35)附录3 多路输出反激式开关电源系统元器件清单 (36)多路输出反激式开关电源设计1 概述1.1 课题研究背景与意义随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电力电子设备都离不开可靠的电源,其供电一般采用开关电源。
基于UC3843PWM控制的正激式多路直流稳压的开关电源设计
目录1 概述 (1)1.1基本定义 (1)1.2技术指标 (2)1.3目前的研究现状 (3)2 方案论证 (5)3 正激式变换器拓扑分析 (6)3.1基本结构 (6)3.3正激式拓扑分析 (7)3.3.1 基本工作原理 (7)3.3.2 选择电路器件的类型 (8)4 输入回路的设计 (10)4.1原理电路 (10)4.2设计中的模块 (10)5 整流变压器的设计 (14)5.1变压器概述 (14)5.1.1 与变压器相关的一些基本概念 (15)5.2开关电源变压器用料介绍 (16)5.3变压器设计 (18)5.3.1 变压器参数的设计 (18)5.3.2 变压器绕制方法 (19)6 输出回路的设计 (22)6.1电感的设计 (22)6.2滤波电容设计 (24)7 附加电路 (25)7.1软启动电路 (25)7.2反馈控制电路 (26)7.4驱动电路 (27)7.4保护电路 (27)7.5功率因数校正 (28)7.6效率改善 (28)8 设计规范 (29)8.1部份零件电气余量使用标准 (29)8.2零件摆放问题 (29)8.3CASE设计问题 (30)8.4散热片设计问题 (30)8.5DFX的基本原则 (30)9 总电路及PCB (32)9.1电路图 (32)9.2电路的PCB图 (32)10 电源的性能测试 (33)10.1效率 (33)10.2 输入电压变化,输出电压变化 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)1元件清单.................................................................................错误!未定义书签。
2原理图 (36)3原理图的PCB图 (37)1 概述1.1 基本定义1.1.1 开关电源应用半导体器件作为开关(通常是晶体管或MOSFET),将一种电源形态转变成另一种电源形态,并在转变时利用自动控制稳定输出且有保护环节的电源称为开关电源。
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的多输出开关电源设计
闭环串级控制结构,能够很好地解决该问题。 2.3 系统工作原理 图 3 所示多路输出开关电源是专为电机控制设计的。主电
路采用单端反激式变换电路。220 V 交流输入电压经桥式整流、 电容滤波变为直流后,供给单端反激式变换电路。反激式变换 电路结构具有电气隔离,易于多路输出,外接元器件少,可靠性高 等优点。其中 12V/0.2A、24V/1A、±15V/0.5A 的输出绕组分别为 UC3842、继电器和其它模拟电路供电。5V/2A 输出是重要的一 路输出信号,它除了用于稳压外,还为电机控制用的数字板电源
application value.
技
Key words: current PWM; UC3842; flyback switch power
引言
近年来,随着电源技术的飞速发展,开关稳压电源朝着高 频化,集成化的方向发展,开关电源已经得到广泛的应用。高频 开关稳压电源与线性电源相比,具有如下的优点:①效率高;② 体积小、重量轻;③稳压范围广;④性能灵活,驱动能力强;⑤可靠 性高,当开关损坏时,也不会有危及负载的高电压出现。
16V,当 7 脚的输入电压高于 34V 时,UC3842AN 内部的稳压管
将电压稳定在 34V。芯片启动后,变压器有耦合输出,12V 供电
绕组有 12V 输出,由 D5、D6、D7、C26、C23、C24 构成的电路为
UC3842AN 提供正常工作时的电压。
(2)开关脉冲的生成
UC3842 芯片 4 脚和 8 脚间接时间电阻 R12,4 脚和 5 脚接
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电源技术
基于 UC3842 的多输出开关电源设计
uc3844开关电源电路图汇总
uc3844开关电源电路图汇总(反激式变换电路/高频变压器/电流反馈电路)uc3844应用电路图(一)主电路图1是所设计电源的原理图,主电路采用单端反激式变换电路,220V交流输入电压经桥式整流、电容滤波变为直流后,供给单端反激式变换电路,并通过电阻R1、C2为UC3844提供初始工作电压。
为提高电源的开关频率,采用功率MOSFET作为功率开关管,在UC3844的控制下,将能量传递到输出侧。
为抑制电压尖峰,在高频变压器原边设置了RCD缓冲电路。
UC3844外围电路设计UC3844内部主要由5.0V基准电压源、振荡器(用来精确地控制占空比调节)、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。
UC3844的典型外围电路如图2所示,图中脚7是其电源端,芯片工作的开启电压为16V,欠压锁定电压为10V,上限为34V,这里设定20V给它供电,用稳压二极管稳压,同时并联电解电容滤波,其值为10uF。
开始时由原边主电路向其供电,电路正常工作以后由副边供电。
原边主电路向其供电时需加限流电阻,考虑发热及散热条件,其值取为62kΩ/5W,为了防止输出电压不稳定时较高的电压直接灌人稳压二极管,导致其过压烧坏,在输出端给UC3844供电的线路与稳压管相连接处串入一只二极管。
脚4接振荡电路,产生所需频率的锯齿波,工作频率为=1.8/CTRT,振荡电阻RT和电容CT的值分别为100kΩ、200pF。
脚8是其内部基准电压(5V),给光耦副边的三极管提供偏压。
脚2及脚1为内部电压比较器的反相输入端和输出端,它们之间接一个15kΩ的电阻构成比例调节器,这里采用比例调节而不用PI调节的目的是为了保证反馈回路的响应速度。
脚6是输出端,经一个限流电阻(22Ω/0.25w)限流后驱动功率MOSFET(IRF840($0.6202)),为保护功率MOSFET,在脚6并联一支15V的稳压二极管。
基于UC3842的多路输出电压型开关电源
基于UC3842的开关稳压电源的设计
xx大学毕业设计(论文)基于UC3842的开关稳压电源的设计摘要随着电力电子技术的发展以及创新,使得开关电源这一项技术也在不断地发展与创新,由于这一成本反转点日益向低输出电力端的移动,为开关电源提供了广阔的发展空间。
电源设备用以实现电能变换和功率传递,是各种电子设备正常工作的基础,而高频高效小型开关电源又是开关电源发展的必然趋势,在通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域得到了越来越多的广泛应用。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
设计论文主要是利用一种性能优良的电流控制型脉宽调制器UC3842。
假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。
关键词:开关电源;UC3842;脉宽调制xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计AbstractAlong with the Power electronic technology development and innovation,it make that technology Switching power supply is always in the way of developing and innovating, whit the cost of inversion points increasingly to the low output power end mobile,make the Switch power supply provide a broad space for development.Power equipment used to achieve the power conversion and power transmission,which is basic to the various electronic devices working normally,and the high frequency and high efficient small switching power supply is an inevitable development trend,which is used more and more in communications,militaryequipment,transportacilities,instrumentation,insustrial equipment,household appliances and other ares.Switching power supply use the Modern electronic technology to control the turn-on and turn-off time ratio,maintain the stability of the output voltage of Power supply.Switching power supply used by Pulse width modulation(PWM)Control IC and MOSFET. Switching power supply and Linear power comparison,they are cost's as the Output Power increases,But their growth is different.Linear power supply costs in Certain output power point,is higher than Switching power supply.This point is called Cost inversion point.Design thesis is mainly using a kind of high performance current control Pulse width modulation UC3842.If some reasons make the output voltage rise,Pulse width modulator can change the drive signal pulse width,the Duty ratio D,the chopper after the average voltage drop,to achieve the goal of stabilizing voltage,The reverse is also true.UC3842 Can directly drive MOSFET,IGBT and so on.Suitable for the production of 20~80W Small power switch power supply.Key Words:Switching power supply,UC3842,Pulse width modulationxx大学毕业设计(论文)目录基于UC3842的开关稳压电源的设计 (I)摘要 (I)目录 (III)插入图表 (V)引言 (VI)第1章绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2课题研究历程与现状 (1)1.3本课题的研究内容与目标 (2)第2章开关电源的基本工作原理与电路结构 (3)2.1开关电源概述 (3)2.1.1开关电源的工作原理 (3)2.1.2 开关电源的组成 (5)2.1.3 开关电源的特点 (5)2.2 DC-DC变换电路拓扑概述 (7)2.2.1 单端反激式电压变换器 (7)2.2.2 推挽式电压变换器 (7)2.2.3 单端正激式电压变换器 (8)2.2.4 半桥变换器 (9)2.2.5 全桥变换器 (9)第3章高频变压器设计 (11)3.1 “黑箱”预先估计 (11)3.2 设计反激式变压器 (11)第4章控制单元的选择 (14)4.1 UC3842的简介 (14)4.1.1 UC3842的封装形式 (14)4.1.2 UC3842内部电路框图介绍 (14)4.1.3 UC3842的工作原理 (15)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计4.1.4 UC3842功能介绍 (16)4.2UC3842外围电路设计 (17)4.2.1工作频率设计 (17)第5章开关电源设计 (18)5.1 开关器件的选择 (18)5.1.1 开关器件的特征 (18)5.1.2 器件TL431 (18)5.1.3 电力二极管 (19)5.1.4 光耦PC817 (20)5.2 启动电路和PWM脉冲控制驱动电路 (22)5.2.1启动电路设计 (22)5.2.2 PWM脉冲控制驱动电路设计 (22)5.3 输入滤波电路 (23)5.4 输出滤波电路的设计 (23)5.4.1输出滤波电容的设计 (23)5.4.2死区电阻的设计 (24)5.5 过流保护电路 (25)5.6 电压反馈电路 (25)5.7开关电源总电路图及工作过程分析 (27)5.7.1工作过程与原理分析 (27)结论与展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A外文文献与译文 (32)A.1 英文原文 (32)A.2译文 (34)附录B AWG导线规格表 (36)xx大学毕业设计(论文)插入图表图2-1 开关电源电路框图 (3)图2-2 开关电源的工作原理 (4)图2-3 开关电源工作波形 (4)图2-4 开关电源的基本组成 (5)图2-5 开关型稳压电源的原理电路 (5)图2-6 单端反激式电压变换电路 (7)图2-7 推挽式电压变换电路 (8)图2-8 单端正激式电压变换电路 (8)图2-9 半桥变换电路 (9)图2-10 全桥变换电路 (9)图4-1 UC3842外形图和管脚排列图 (14)图4-2 UC3842内部电路框图 (15)图4-3 RT和振荡频率的关系曲线 (16)图4-4 输出静区时间和振荡频率的关系曲线 (16)图5-1 TL431的引脚 (19)图5-2 TL431的功能模块示意图 (19)图5-3 PC817的内部结构 (20)图5-4 PC817集射电压Vce与正向电流If的关系 (21)图5-5 与TL431配合的电源反馈电路 (21)图5-6 启动和启动和PWM脉冲控制驱动电路 (22)图5-7 输入滤波电路 (23)图5-8 输出滤波电路 (24)图5-9 电压反馈回路 (26)图5-10 开关电源总电路图 (27)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计引言电源在一个典型系统中担当者非常重要的角色。
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。
基于UC3844多路输出开关电源的设计_车保川
作者简介:车保川(1985—),女,山西长治人,江苏城市职业学院讲师。
2012年12月第6期(总第95期)济南职业学院学报Journal of Jinan Vocational College Dec.2012No.6(Serial No.95)基于UC3844多路输出开关电源的设计车保川(江苏城市职业学院,江苏常州213001)摘要:阐述了一种采用UC3844集成芯片实现的单端反激式开关电源。
通过阐述主电路以及控制电路的工作原理,提供了完整的多路输出开关电源设计方案。
经测试表明按此方法设计的开关稳压电源可输出5V ,12V ,+15V ,-15V ,24V ,该电路实现简单,效率高,可靠性高。
关键词:UC3844;单端反激电路;多路输出;开关电源中图分类号:TN86文献标识码:B文章编号:1673-4270(2012)06-0088-031引言在工业电子设备中,通常会用到多种电位的电源,所以研制多路输出开关电源是非常有实际意义的。
多路输出开关电源可以减小电源的体积,减轻重量,节省成本,具有较强的实用价值。
本设计在参考各种开关电源的基础上,采用单端反激作为电源的主电路,控制芯片采用电流型控制芯片UC3844,开关管选择频率较高的IGBT ,为节省变压器体积,频率定位100KHz 。
为使其适用于多种场合,采用多个绕组的脉冲变压器以输出多种常用的输出电压,以输出功率定为50W ,可满足大多控制电路需要。
2主电路设计本设计主电路的选取单端反激电路,单端反激电路的特点是:电路简单、体积小巧且成本低。
单端反激电路如图1所示。
图1单端反激电路其工作原理是:起始时开关K 合上,电源给变压器供能,并以磁能的形式储存于变压器中。
N1的极性为上正下负,N2的为上负下正,二极管截止,次边无电流。
然后开关K 断开,由于次边无电流输出,在N1自感作用下,N1下端电压超出电源,电感内储蓄了较高的磁能,此时N1极性变为下正上负,由于互感的作用N2的极性变为上正下负,二极管导通,变压器的磁能由N2线圈释放出来,N1线圈的下端电压开始回落。
基于UC3842的多路输出型开关电源的设计实现
基于UC3842的多路输出型开关电源的设计实现王元月【摘要】为了使电源具有更好的使用效率和稳定性,文中设计了一种基于UC3842的多路输出型开关电源系统.文中分析了所使用芯片的选择原因,以及电源中主要模块的需求、原理.通过在特定软件上对所设计电源进行仿真,仿真结果表明,该开关电源各路输出稳定,误差<1%(±12 V)、2%(±5 V);且工作效率得到了大幅提升,符合设计要求.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2015(028)010【总页数】3页(P138-140)【关键词】开关电源;UC3842;APFC;saber【作者】王元月【作者单位】绍兴职业技术学院机电工程学院,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】TN86电源作为各种装置和设备的动力,是电子设备的重要部分。
常用的是线性稳压电源,而这种单一的固定电源模式,随着电子技术的发展已无法满足需求。
通常所说的线性稳压电源,是一种直流稳压电源,该稳压电源是最初被广泛使用的[1]。
但该种电源仍存在着一定的问题,例如:体积大、工作效率低、操作繁琐以及自保护性能差等,因此需设计出一种能符合现代化需求的电源。
本文所设计开发的基于UC3842 的多路输出型开关电源效率较高,其开关电源采用控制集成电路和高频变压器的核心器件。
具有输出稳定、误差小、自我修复能力强等优点。
1 UC3842 的功能分析UC3842 是一种可固定频率且可高效控制电流的芯片,该芯片可为电源设计者提供在尽可能少的外部原件需求下,仍可满足高效益的设计和解决方案[2-3]。
其具有较强的保护特性,这些对应的电路中振荡器可进行微调,能对真空比做出准确控制,且对温补进行参考,误差运算放大器也具有较高的增益,驱动功率MOSFE 的理想器件是比较器以及大电流的柱式输出,其保护特性还可进行输出和输入的压力锁定,对电流大小的限制、对编程时的输出时间以及脉冲多个或一个的测量锁定。
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
UC3843控制多路输出开关电源设计与实现
UC3843控制多路输出开关电源设计与实现王 正,朱兴动,张六 (海军航空工程学院青岛分院,山东青岛266041) 收稿日期:2004202205 作者简介:王 正(1970-),男,山东青岛人,讲师,主要研究方向为电力电子技术、航空维修技术、信息处理技术。
摘 要:介绍了采用UC3843控制器的单端反激式开关电源的设计与实现,讲述了UC3843控制器内部电路及其特点,通过具体的多路输出开关电源设计实例分析了设计的主要步骤以及实际设计中应注意的问题,并提出了抑制噪声的措施,最后给出了该电源的性能测试数据。
关键词:开关电源;高频变压器;UC3843控制器;抑制噪声;多路输出中图分类号:TP27315 文献标识码:A 文章编号:16712654X (2004)022*******引言开关电源是一种高频电源变换电路,采用直2交2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。
半导体技术高速发展所提供的高反压快速开关晶体管使无工频变压器的开关电源迅速实用化,而半导体技术的迅速发展又为开关电源控制电路的集成开关控制器奠定了基础,适用各类开关电源控制电路的集成开关控制器应时而生,并迅速发展,克服了以往采用分离元件控制电路的许多弊端,现在设计的开关电源大部分都采用集成开关控制器,其中Unitrode 公司生产的UC3843可编程PW M 控制器在实际设计中得到了广泛应用。
1 UC3843可编程PW M 控制器简介UC3843是一种单端输出电流控制型电路,其最大的优点是外接元器件极少,外电路装配非常简单,其原理方框图如图1所示,它有两个控制闭合环路,一个是输出电压反馈回误差放大器,用于同基准电压比较后产生误差电压;另一个是电感(变压器初级)中电流在反馈电阻(R S )上产生的电压与误差电压进行比较产生调制脉冲的脉宽,这些都是在时钟所限定的固定频率下工作。
由于误差信号实际控制着峰值电感电流,故称其为电流型脉宽调制器,其优点如下:1)线性调整率(电压调整率)非常好,可达0.01%/V 。
基于UC3844控制的双管正激式变换器在电动自行车充电器中的应用
越普及,其动力部分市场上大多采用阀控式全密封免维护铅 酸蓄电池。该蓄电池在正常充电时,比较好的充电方式是恒压
和死区阶段。在能量转移阶段,原边的两个 M O SFET 管 Q 1、Q 2 都导通,能量从输入端向输出端转移;在变压器磁复位阶段,原
限流充电,即充电电源的电压在整个充电过程中是恒定的,同 时对初充电流加以限制。
U C 3844 具有电压环和电流环双闭环控制性能,其内部 这样可以提高系统的动态响应,同时采用了光耦隔离技术,使
方框图如图 2 所示。其引脚共有 8 个,第 2 脚是电压反馈端, 整个反馈系统更加安全可靠。内环依然通过 U C 3844 的电流
将取样电压加至 E /A 误差放大器的反相输入端,与同相放大 测量脚和内部电流测定比较器构成电流环。考虑到过流对系
关键词 U C 3844 双管正激式开关电源 充电器
Applica tion of a Dua l- tra ns is tor Forwa rd S witching P owe r S upply in Ele ctric Bicycle Cha rge r Ba s e d on UC3844 B y LiR an,M ao M eiqin,S u Jianhuiand Zhang G uorong
图 3 TL431 内部等效电路
图 4 可调电压源外部接线
基于上面的分析,本文采用了电压环和电流环双环控制
控制电路主要由电流型脉宽调制控制器 U C 3844 和可调 的思想,控制电路如图 5 所示。其中利用 TL431 稳压的性能代
基准电压源 TL431 组成。
替 U C 3844 中的 E /A 误差放大器的功能,实现电压闭环控制,
时间
表 1 蓄电池充电过程 充电电压
UC3844的多路输出双管正激电源设计
VFB
R2 R4
C1 R3 R5 C2 C3
R1
VCC IFB
17
3 2
C4 R6
86
45
R7
D1
R8 D2
R9 D3
R10Q1驱动 信号
R11 Q2驱动 信号
图 3 UC3844 的双管驱动图
4. 调整电压精度
传统的 UC3844 用于反激变换器采用离线式结构,这种方式电路简单,整个补偿网络
只由 PI 电路构成,参数选择简便。但是由于反馈不直接从输出电压取样,所以输出电压
本文设计的变换器输出功率 200W,工作频率 50kHz,工作范围 400V~600V,输出 4 路分别为 24V、±12V 和 5V。
图 1 是变换器的原理图,主电路是双管正激变换器,开关管 Q1 和 Q2 同时导通,能量
通过高频变压器传输到输出侧,经整流输出给负载;开关管关断时,变压器能量通过续流
VOUT
= 1.25V(1+
R2 R1
)+
I ADJ
× R2
其中 IADJ = 50μA , R1 = 240Ω ,通过调整可调电阻 R2 来对输出稳压值进行调节。
电路中输出滤波电容 C2 的存在,LM350 对输入到LM350 的电压纹波非常敏感,因此在输
入端增加旁路电容C1来削弱输入电压纹波的影响。
UC3844 电流 PWM 模式集成控制芯片广泛用于中小功率的 DC/DC 开关电源,UC3844 内部主要由 5.0V 基准电压源、振荡器、降压器、电流检测比较器、PWM 锁存器、高增益 E/A 误差放大器和用于驱动功率 MOSFET 的大电流推挽输出电路等构成,启动/关闭电压 阀值为 16V/10V,输出最大占空比为 50%,工作频率 0~500kHz,驱动能力达±1A。
基于UC3844的反激式开关电源设计
基于UC3844的反激式开关电源设计张波;汪义旺;凌湘斌【摘要】Power directly affect the performance of various types of electronic equipment,so we designed one excellent performance switching mode power supply.Taking UC3844 as the core of the design of the power supply control,the DC/DC converter main circuit uses a single-ended flyback circuit.Supply voltage feedback section using typical optocoupler PC8 1 7 and TL43 1 ,the paper gave a detailed analysis.The experimental results show that the circuit has high efficiency, stability of output,superior performance and relatively low cost.%电源的优劣直接影响到各类电子设备的性能,文中设计了一款性能优良的开关电源。
该电源控制电路以UC3844为核心进行设计;DC/DC变换主电路采用单端反激式电路;电源电压反馈部分采用典型的TL431加光耦PC817。
实验结果表明该电路效率高,输出稳定,性能优越,成本相对较低。
【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2014(000)003【总页数】3页(P27-29)【关键词】集成控制器;单端反激式;电流模式;反馈控制【作者】张波;汪义旺;凌湘斌【作者单位】苏州市职业大学电子信息工程学院,江苏苏州 215104; 江苏省光伏发电工程技术研究开发中心,江苏苏州 215104;苏州市职业大学电子信息工程学院,江苏苏州 215104; 江苏省光伏发电工程技术研究开发中心,江苏苏州215104;苏州市职业大学电子信息工程学院,江苏苏州 215104【正文语种】中文【中图分类】TN860 引言电源设计在电子产品的设计中举足轻重。
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输出部分采用半波加续流二极管整流,二极管选用超
与瞬态电压抑制器 (TVS) 并联,可靠保护开关管。R3、C2、 快恢复 MUR820,额定值为 8A/200V,恢复时问为 30ns。
124 磁性元件与电源·2013.10
3 控制电路的设计
开关管 Ql 和 Q2 同时导通,能量通过高频变压器传输到输 保护功率 MOSFET 不被损坏。R1、R2、C1、D3 与 R4、R5、
出侧,经整流输出给负载 ;开关管关断时,变压器能量通 C3、D4 构成了两个开关管的缓冲电路,D3 和 D4 选用超快
过续流二极管 D1 和 D2 回馈到输入端,变压器磁芯复位。 恢复管,其最大反向耐压值为 700V,恢复时间为 30ns。
作者简介
石晓丽,女,1982年生,硕士生,研究方向为电力电
子与电力传动。
图 6 输入电压 600V 时开关驱动信号
张代润,男,1965年生,博士,教授,从事有源电力 滤波技术、交流电机变频调速、交直流电源等教学及研究。
出,另一种是精度较高时采用三端稳压管 LM350 进行调整。
黄念慈,男,1945年生,教授,变流器的基本理论与
与全桥变换器和半桥变换器相比,其在结构上有抗桥臂直
通的优点,因此已成为应用最为普遍的电路拓扑结构。本
文设计了一种采用 UC3844 控制的多路输出双管正激开关
电源。UC3844 是一种电流调制的 PWM 控制器,实现电压电
流双闭环控制,芯片内阻较大 (30k),启动电流小(小于 1mA),因此在高压输入时仍然可以使用大电阻分压来进行
表 1 实测数据比较
测试项目
测试条件 24V 支路 ±12V 支路
5V支路
输出纹波
未采用 采用 LM350
LM350
1%
<0.5%
1%<0.4%
Δ=1V 8%
1%
<0.3%
输出电压调整率
Vin=400V×600V
未采用 LM350
采用 LM350
Δ=1.2V Δ=200mV
5%
0.8%
UC3844 典型外围电路如图 2 所示。UC3844 的内阻大 约 30k,它的启动电压可以由主电路输入电压经过 R1、R2、 R4、R(芯片内阻)分压而得到,由图 2 可以知道,A 点电 压的计算公式为 :
4 调整电压精度
传统的 UC3844 用于反激变换器采用离线式结构,这种 方式电路简单,整个补偿网络只由 PI 电路构成,参数选择 简便。但是由于反馈不直接从输出电压取样,所以输出电压 仍有很大的纹波,一般为 ±2%,负载变化时,输出电压变 化大、响应慢,不适用于精度要求高或负载变化大的场合。 在精度要求较高的时候,则要通过稳压来调整输出精度。本 文借助于可调三端稳压器 LM350 来满足精度要求。LM350 最大输出电流可以达到 3A,电压调整范围为 l.2V ̄33V,图
叙 词 :双管正激,多路输出,开关电源
中图分类号 :TN86 文献标识码 :B 文章编号 :1606-7517(2013)10-3-124
1 引言
在中等容量的开关电源中,双管正激变换器有比较明
显的优势,它克服了单管正激变换器开关管电压应力过高
的缺点,而且不需要特殊变压器磁复位电路。更重要的是,
基于 UC3844 的多路输出双管正激电源设计
Multi-output Duodiode Forward power Supply Design Base on UC3844
石晓丽,张代润,黄念慈,郑 越
四川大学电气信息学院 成都 610065
摘 要 :介绍了一种基于 UC3844 集成芯片实现双管正激多路输出的电路,分析了电路的工作原理,并介绍了电路启动 和控制设计方法,该控制方法简单,成本低,工作频率高,实用性强,同时设计了两种输出方案来满足不同需要, 与一般的双管正激相比有较高的实用价值,实验证明效果良好。
其中 IAJD=50μA,R1=240Ω,通过调整可调电阻 R2 来对 输出稳压值进行调节。电路中输出滤波电容 C2 的存在, LM350 对输入到 LM350 的电压纹波非常敏感,因此在输
PR1=I2×R1=(10-3)2×300×103=0.3W
入端增加旁路电容 C1 来削弱输入电压纹波的影响。
压器设计为升压型,变比为 16∶18,输出端采用 15V 稳压
UC3844 电流 PWM 模式集成控制芯片广泛用于中小功率 管对驱动信号进行稳压。
的 DC-DC 开关电源,UC3844 内部主要由 5.0V 基准电压源、 振荡器、降压器、电流检测比较器、PWM 锁存器、高增益 E/A 误差放大器和用于驱动功率 MOSFET 的大电流推挽输出 电路等构成,启动 / 关闭电压阀值为 16V/10V,输出最大占 空比为 50%,工作频率 0 ̄500kHz,驱动能力达 ±1A。
经过实验测试,两种方案可以满足不同场合需求。
特种工业电源。 郑越,男,1984年生,硕士生,研究方向为电力电子
参考文献
与电力传动。
[1] 刘胜利.高频开关电源实用新技术[M].北京:机械工业出版
社,2006.
126 磁性元件与电源·2013.10
图 1 由 UC3844 控制的多路输出双管正激开关电源
启动,直接采用变压器输出端反馈,控制电路简单,电路
输出采用 LM350 调整电压精度。
2 变换器工作原理
D9 构成高频变压器原边缓冲电路,用以限制开关管漏极因 高频变压器的漏感而可能产生的尖峰电压,D9 选用超快恢 复二极管,恢复时间为 75ns。变压器原边的直流输入电压、
图 2 UC3844 的典型外部接线图 图 3 UC3844 的双管驱动图
图 4 LM350 的典型外围电路
5 实验结果及分析
实验电路参数 :对应于输入输出电压 400V ̄600V : 24V、±12V、5V,主变压器原副边变比为 75∶6、3、1, 由于本文设计的反馈是 24V 支路绕组反馈,其它支路的采 用 LM350 对输出稳压。
4 为 LM350 的典型应用图,输出电压计算式为 :
UC3844 的 启 动 电 压 为 16V, 式 中 R=30k,R2=20k, R4=4.7k,可计算出,当 R1=300k 时,VCC=400V 电路开始工作。 UC3844 启动时电流不到 1mA,启动过程中电阻 R1 所消耗 的功率大约为 :
在双管正激变换器中,两开关管是同步的,因此采用
变压器分两路来同时给开关管驱动信号,接线如图 3 所示。
UC3844 正常工作时的电源和电压反馈由主变压器的反馈
绕组提供 ;除此之外,通过小电阻对开关管电流进行采样,
作为 UC3844 的电流反馈信号。UC3844 输出驱动脉冲为
15V,输出电流可到 1A,考虑到变压器及元件的压降,变
本文设计的变换器输出功率 200W,工作频率 50kHz, 原边绕组的感应电压以及由变压器的漏感而产生的尖峰电
工作范同 400V ̄600V,输出 4 路分别为 24V、±12V 和 5V。 压,三者叠加在一起,其值可能超过 MOSFFET 的额定电压,
图 1 是变换器的原理图,主电路是双管正激变换器, 所以必须在开关管的 DS 极增加钳位电路和吸收电路,用以
6 结语
实验结果表明,本文设计用 UC3844 控制的多路输出 双管正激变换器具有稳定性好。使用大电阻 R1 分压来调整 电路启动电压值,控制电路简单可靠,实用性强,适用于 宽范围电压输入场合。同时为适合不同的精度要求,设计 了两种方案,一种是精度要求较低时直接由变压器整流输
2013.10·磁性元件与电源 125
Δ=120mV
1.2%
Δ=300mV Δ=50mV
6%
1.0%
图 7 未采用 LM350 稳压,输入压 400V 时的 12V 支路输出波形
图 5 输入电压 400V 时开关驱动信号
图 8 采用 LM350 稳压,输入 400V 时的 12V 支路输出波形
[2] 张志薇,吴辉,贲洪奇.基于UC3844的多路输出IGBT驱动电源 设计[J].电源技术应用,2006.