单端反激式开关稳压电源(修改版)

单端反激式开关稳压电源

学生姓名： xxx

学生学号： xxx

院（系）： xxx

年级专业： xxx

指导教师： xxx

二〇一三年十二月

摘要

电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电影产业提出个更多、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。

UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。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。由于器件设计巧妙，由主电源电压直接启动，构成电路所需元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。设计思路，并附有详细的电路图。

关键词：开关电源，uc3842，脉宽调制，功率，IGBT

目录

摘要.......................................................... I

1 设计要求 (1)

2 设计方案 (2)

2.1开关稳压电源系统总体框图 (2)

2.2电路结构的选择 (2)

2.3 启动电路 (3)

2.4 PWM脉冲控制驱动电路 (4)

2.5 直流输出与反馈电路 (4)

2.6 总体电路图分析 (6)

3 设计过程 (7)

3.1变压器和输出电感的设计 (7)

3.2 电路仿真波形 (8)

4 PCB设计 (11)

4.1 PCB设计规范 (11)

4.2 PCB设计图 (14)

5总结和体会 (15)

参考文献 (16)

附录1：总体电路图 (17)

1 设计要求

电源设计指标

小型电源输入、输出参数如下：

输入电压：AC 110/220V；

输入电压变动范围：90～240V；

输入频率：50/60Hz；

输出电压：12V；

输出电流：2.5A。

控制电路形式为它激式，采用UC3842为PWM控制电路。电源开关频率的选择决定了变换器的特性。开关频率越高，变压器、电感器的体积越小，电路的动态响应也越好。但随着频率的提高，诸如开关损耗、门极驱动损耗、输出整流管的损耗会越来越突出，而且频率越高，对磁性材料的选择和参数设计的要求会越苛刻。另外高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料，整个电路的稳定性、运行特性以及系统的调试会比较困难。在本电源中，选定工作频率为85kHz.。

2 设计方案

2.1开关稳压电源系统总体框图

2.2电路结构的选择

小功率开关电源可以采用单端反激式或者单端正激式电路，电源结构简单，工作可靠，成本低。与单端反激式电路相比，单端正激式电路开关电流小，输出纹波小，更容易适应高频化。用电流型PWM控制芯片UC3842构成的单端正激式开关稳压电源的主电路如图4-1所示。

单端正激式开关稳压电源加有磁通复位电路，以释放励磁电路的能量。在

图4-1中，开关管VT导通时V

1导通，副边线圈N

2

向负载供电，V

4

截止，反馈电

线圈N

3的电流为零；VT关断时V

1

截止，V

4

导通，N

3

经电容C

1

滤波后向UC3842⑺

脚供电，同时原边线圈N

1上产生的感应电动势使V

3

导通并加在RC吸收回路。由

于变压器中的磁场能量可通过N

3

泄放，而不像一般的RCD磁通复位电路消耗在电阻上，达到减少发热，提高效率的目的。

图2－1单端正激式开关电源的主电路图

2.3 启动电路

图2－2输入220v交流电，经过C1、 L、 C2进行低通滤波滤波后的交流电压经D1～D4桥式整流以及电解电容C1、C2滤波后变成3l0V的脉动直流电压，此电压经通过电阻R18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。

图2－2高频滤波整流电路

2.4 PWM脉冲控制驱动电路

图2－3 PWM脉冲控制驱动电路

图2－3由分压电阻R18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。这时，UC3842的脚○6无输出，MOS管S1截止，从而保护了电路。