UC3844在反激式开关电源上的一些探讨
uc3844开关电源电路图
uc3844开关电源电路图UC3844开关电路设计图 介绍一种采用UC3844集成芯片实现的多路输出单端反激式IGBT驱动电源。
根据设计要求给出了该电路的具体设计步骤及电路参数。
实验结果表明，该电源的可靠性高，稳定性好，输出纹波小，能够适应电网电压10% 和负载20% 的波动。
近年来，随着电力电子技术的发展，各个应用领域对电源的体积、重量、效率等方面提出了越来越高的要求。
单端反激式变换电路由于具有体积小、重量轻、效率高、线路简洁、可靠性高以及具有较强的自动均衡各路输出负载的能力等优点，非常适合用于设计大功率高频开关电源的辅助电源或功率开关的驱动电源。
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，在其控制过程中，电源电路中的电感电流未参与控制，是独立变量，开关变换器为二阶系统，而二阶系统是一个有条件的稳定系统；后者是一个电压、电流双闭环控制系统，电感电流不再是一个独立变量，从而使开关变换器成为一个一阶无条件的稳定系统，因而很容易不受约束地得到大的开环增益和完善的小信号、大信号特性。
为此，应用电流控制型芯片（峰值电流控制）UC3844设计了一种大功率高频开关电源功率开关（例如IGBT）驱动电源，其主要技术指标为：5路输出（各路均为20V/0.5A）；输出电压纹波《±0.5% ；工作频率为40kHz；输入交流电压范围（1±10%）220V。
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，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，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。
变压器是开关电源的重要组成部分，它对电源的效率和工作可靠性，以及输出电气性能都起着非常重要的作用。
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的单端反激开关电源设计
设计研究作者简介:杨永清(1969-),男,甘肃省武山县人,本科,工程硕士,高级工程师,主要从事移动电站的研究,设计工作。
基于UC3844的单端反激开关电源设计*杨永清(兰州电源车辆研究所,甘肃兰州 730050)摘 要:简要介绍UC3844的内部功能,分析了开关电源的工作要点。
关键词:UC3844;反激;开关电源;设计中图分类号:TM 133 文献标识码:A 文章编号:1003-4250(2009)04-0001-031前言现有的电源主要由线性稳压电源和开关稳压电源两大类组成。
线性稳压电源的优点是稳定性好、输出电压精度高、输出纹波电压小。
不足之处是要求采用工频变压器和滤波器,其体积和重量都很大,并且调整管的功耗较大,散热难,使电源的效率大大降低,一般情况均不会超过50%。
开关稳压电源是一种新颖的稳压电源,是靠改变调整管的导电时间和截止时间的相对长短来改变输出电压的大小。
导通时,开关管工作在饱和状态,管压降很小,调整管的功耗为管压降与流过电流的乘积,因此,此时的功耗很低;截止时,电流极小,故功耗极小。
因此它比连续导电式线性稳压电源效率高,其调整管的工作频率高,大大减轻了变压器的体积和重量,尤其是在电网电压波动较大的情况下,仍能维持较稳定的输出。
开关电源的不足之处是电路比较复杂,技术难度大,开关管处于开/关状态,使其存在输出纹波电压高、瞬变响应较差、有电磁干扰等缺点。
主要靠技术和工艺措施来克服上述缺点。
近年来随着电源技术的飞速发展,高效率的开关电源已经得到越来越广泛的应用,大有取代线性稳压电源之势。
单端反激式变换以其电路简单、可以高效提供直流输出等许多优点,特别适合设计小功率的开关电源。
2芯片内部原理简介UC3844是美国U nitrode 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。
虽然只有8个引脚,但芯片内部构成双环控制,使电压调整率和负载调整率特性很好。
误差放大器构成电压闭环控制,电流测定比较器构成电流闭环控制。
UC3844开关电源
UC3844组成的变频器维修技术开关电源电路图及维修技巧变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了。
而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。
其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。
要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。
这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。
当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路：N3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然，PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。
3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。
但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。
负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。
对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。
另外，要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。
如停振故障，也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出。
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。
UC3844在电力电子设备中的应用与优化
UC3844在电力电子设备中的应用与优化概述UC3844是一款常用的电力电子设备控制芯片，广泛应用于各种电力电子设备中。
本文将探讨UC3844的应用领域，并提出优化策略，以进一步提高电力电子设备的性能和效率。
UC3844的应用UC3844主要应用于以下电力电子设备中：1. 开关模式电源UC3844可以作为开关模式电源的控制芯片，在电源设计中扮演着重要的角色。
它能够准确控制开关管的开关时间和频率，从而实现高效能的能量转换，提供稳定的电源输出。
2. 逆变器逆变器是将直流电转换成交流电的设备，常用于太阳能发电系统和工业应用中。
UC3844可以用作逆变器的控制芯片，精确地控制逆变器的输出电压、频率和波形质量。
3. 变换器变换器用于电力电子设备中的电压变换和电流变换。
UC3844作为变换器的控制芯片，可以实现高效的电能转换和稳定的电气特性。
优化策略为了进一步提高电力电子设备的效率和性能，以下是一些优化策略可以考虑：1. 优化开关频率选择适当的开关频率可以减小开关损耗，提高转换效率。
根据具体应用场景和需求，可以通过调整UC3844的工作频率来实现最佳性能。
2. 优化电源电压稳定的电源电压对于电力电子设备的正常运行至关重要。
通过合理设计电源供电电路，保证UC3844的工作电压范围在最佳值，可以提高设备的可靠性和稳定性。
3. 优化保护措施为了保护电力电子设备和UC3844芯片本身，应加入适当的保护措施，例如过流保护、过温保护和短路保护等。
这些措施可以提高设备的安全性和可靠性。
总结UC3844在电力电子设备中具有广泛的应用，可以提供稳定的电源输出和高效能的能量转换。
通过优化开关频率、电源电压和保护措施等方面，可以进一步提高设备的性能和效率。
UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧
】UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧2011-03-19 11:37转载自分享最终编辑欧陆变频器变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了。
而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。
其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。
要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。
这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。
当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路：N3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然，PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。
3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。
但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。
负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。
对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。
另外，要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。
如停振故障，也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出。
基于UC3844反激式开关电源的设计
２ （ ） １ ４年 １ 月２ ５日第 ３ １ 卷第 １ 期
Ｔｅ ｌ ｅ ｃ ｏ ｍ Ｐ ｏ ｗｅ ｒ Ｔｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｊ ａ ｎ ．２ ５，２ ０ １ ４，Ｖｏ １ ．３１ Ｎｏ ． １
文章 编号 ： １ ０ ０ ９ — ３ ６ ６ ４ （ ２ ０ １ ４ ） ０ １ — ０ ０ ３ ４ — ０ ３
３ ０ ０ ｍ Ａ。此 开 关 电 源 充 分利 用 高频 变 压 器 原 边 绕 组 特 性 ， 把反 馈绕 组与供 电绕组合 二为一 ， 简化 了外 围硬 件 电路 ， 同 时 充 分考 虑 了其 成 本 和 体 积 大 小 ， 除 消 除 高频 杂 波 用 的 共 模 电感 、 功 率电 阻、 输 出整 流 二 极 管 及 滤 波 电 解 电 容 外 ， 其 余 元 器 件 均 采 用贴 片 ， 最 后 经 实验 进 一 步 测 试 并 验 证 了此 开 关 电源 稳 定 且 可 靠 。
ａ ｄ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｔ Ｏ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｍｍｏ ｎ － ｍｏ ｄ ｅ ｉ ｎ ｄ ｕ ｃ ｔ ｏ ｒ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ ｃ ｌ ｕ ｔ ｔ ｅ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｒ ｅ ｓ ｉ ｓ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ，ｏ ｕ ｔ ｐ ｕ ｔ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｆ ｉ ｅ ｒ ｄ ｉ ｏ ｄ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｆ ｉ ｌ ｔ ｅ ｒ ｅ ｌ ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｌ ｙ ｔ ｉ ｃ ｃ ａ ｐ ａ ｃ ｉ ｔ ｏ ｒ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｍｐ ｏ ｎ ｅ ｎ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ Ｓ ＭＤ ， ｆ ｉ ｎ ａ ｌ ｌ ｙ ａ ｆ ｔ ｅ ｒ ｔ ｈ ｅ ｅ ｘ ｐ ｅ ｒ ｉ ｍｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｇ ｆ ｕ ｒ ｔ ｈ ｅ ｒ ｖ ｅ ｒ ｉ ｆ ｉ ｅ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ｉ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ． Ｋｅ ｙ ｗｏ ｒ ｄ ｓ ：ｓ ｗｉ ｔ ｃ ｈ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｓ ｕ ｐ ｐ ｌ ｙ ；ｆ ｌ ｙ ｂ ａ ｃ ｋ；ｈ ｉ ｇ ｈ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｃ ｙ；ＵＣ３ ８ ４ ４
uc3844开关电源工作原理
uc3844开关电源工作原理UC3844是一种常见的开关电源控制芯片，其工作原理是通过PWM（脉宽调制）控制开关管的通断时间，从而实现电源输出电压的稳定和可控。
UC3844芯片主要由比较器、PWM控制器、参考电压源、误差放大器、内部振荡器及输出级等功能模块组成。
下面我们详细介绍UC3844开关电源的工作原理：1. 参考电压源和误差放大器UC3844芯片内置的参考电压源和误差放大器，用于将输出电压与设定值进行比较，并将比较结果作为控制信号反馈到PWM控制器中。
具体来说，参考电压源会将设定值转化为一个固定的电压信号，而误差放大器则会将输出电压转化为电压信号并与参考电压进行比较。
如果输出电压小于设定值，则误差放大器会输出一个较大的电压信号，反之若输出电压大于设定值，则误差放大器会输出一个较小的电压信号。
这个信号最终被送入PWM控制器，用于调节开关管的通断时间。
2. PWM控制器PWM控制器是UC3844芯片中最为核心的模块之一，其主要作用是控制开关管的通断时间以实现输出电压的稳定控制。
由于PWM控制器内置内部振荡器，因此其可以产生一个固定的周期和占空比。
当误差放大器输出一个控制信号时，PWM控制器会通过比较器将其与内部振荡器的信号进行比较，并在下一个周期开始时调整开关管的通断时间。
如果误差放大器输出的信号大于内部振荡器信号，则PWM控制器会延长开关管的通断时间，反之则会缩短开关管的通断时间。
通过这样不断调节开关管的通断时间，PWM控制器最终可以实现对输出电压的精确控制。
3. 输出级输出级是UC3844芯片中用于输出电源的部分，其主要由开关管、电感和输出电容组成。
开关管的通断状态由PWM控制器控制，当开关管导通时电流会经过电感储存能量，在开关管断开时则会释放出来，从而驱动输出电路中的输出电容产生稳定的输出电压。
输出级中还会加入过载保护电路，用于保护电源系统免受过载和短路等情况的影响。
UC3844开关电源的工作原理是通过反馈控制和PWM调制技术实现对输出电压的精确控制，从而保证电源系统的稳定性和可靠性。
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
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。
UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图和维修技巧
]UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧2011-03-19 11:37转载自分享最终编辑欧陆变频器020-3720^116R1I one i com cnUC33+U变频IS开关电翠坏.肖黃修复，单价100 800元± EnePC617广东容济机电科技J5限公司开关电源简化电路图变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了。
而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。
其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。
要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向一一振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。
看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。
这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。
当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。
2、稳压回路：N3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然，PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3,也是稳压回路的一部分。
3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号一一稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。
但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。
4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。
负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。
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。
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。
UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧
】 UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧2011—03-19 11：37转载自分享最终编辑欧陆变频器变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了.而任何复杂的开关电源,剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。
其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络.要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向—-振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等.看一下电路中有几路脉络。
1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏-—源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。
这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件.当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分.2、稳压回路：N3、D3、C4等的+5V电源，R7-R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然,PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。
3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路;实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号,也可看作是一路电压保护信号。
但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起.4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路.负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。
振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。
对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。
另外,要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。
如停振故障,也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出.并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修,某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动"的效果。
采用UC3844的反激式开关电源反馈回路的改进与设计
表 1 管脚功能说明
管脚 1 2 3 4 5 6 7 8
功能 补偿 电压反馈 电流取样 RT/ CT
地 输出 VCC Vref
说明 该管脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿。 该管脚是误差放大器的反相输入，通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出。 一个正比于电感器电流的电压接至此输入，脉宽调制器使用此信息中止输出开关的导通。 通 过 将 电 阻 RT 连 接 至 Vref 以 及 电 容 CT 连 接 至 地 ， 使 振 荡 器 频 率 和 最 大 输 出 占 空 比 可 调 。 工 作 频 率 可 达 500kHz 。 该管脚是控制电路和电源的公共地。 该 输 出 直 接 驱 动 功 率 MOSFET 的 栅 极 ， 高 达 1.0A 的 峰 值 电 流 经 此 管 脚 拉 和 灌 。 该管脚是控制集成电路的正电源。 该 管 脚 为 参 考 输 出 ， 它 通 过 电 阻 RT 向 电 容 CT 提 供 充 电 电 流 。
基 于 UC3844 的 开 关 电 源 的 电 流 反 馈 电 路 典 型 结 构 如图 2 所示。
220V 交 流 电 压 经 整 流 滤 波 后 ， 得 到 300V 直 流 电 压 ， 主 要 功 率 经 串 联 于 高 频 变 压 器 初 级 绕 组 N1 ， 到 大 功 率 MOSFET 开 关 管 V1 集 电 极 ， 在 UC3844 的 控 制 下 ， 开 关 管 V1 周 期 性 地 导 通 和 截 止 。 300V 直 流 电 压 的 另 一 路 经 R2 降 压 后 ， 施 加 到 UC3844 的 供 电 端 （7 脚 ） ， 为 UC3844 控 制 器 提 供 启 动 电 源 电 压 ， 此 设 计 中 UC3844 采 用 恒 定
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UC3844在反激式开关电源上的一些探讨
随着现代科技的飞速发展，功率器件也不断更新，PWM技术的发展也日趋完善，开关电源正朝着小、轻、薄的方向发展。
由于反激变换器具有电路拓扑简单、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，所以输出电压中仍有2％的纹波，对于负载变化大和输出电压变化大的情况下响应慢，不适合精度较高或负载变化范围较宽的场合。
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；当驱动脉冲为低电平使MOSFET开关管截止时，原边绕组两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流二极管正向偏置而导通，此后储存在变压器中的磁能向负载传递释放。
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。
当脚3电压超过1V时，PWM锁存器将封锁脉冲，对电路启动过流保护功能；UC3844的脚8与脚4间电阻R16及脚4的接地电容C19决定了芯片内部的振荡频率，由于UC3844内部有个分频器，所以驱动MOSFET功率开关管的方波频率为芯片内部振荡频率的一半；图3中变压器原边并联的RCD缓冲电路是用于限制高频变压器漏感造成的尖峰电压。
变压器副边整流二极管并联的RC回路是为了减小二极管反向恢复期间引起的尖峰。
MOSFET功率管旁边的RCD缓冲电路是为了防止MOSFET功率管在关断过程中承受大反压。
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
管。
电路的反馈稳压原理：(输出电压反馈电路如图4所示)，当输出电压升高时，经两电阻尺R6、R7分压后接到TL431的参考输入端(误差放大器的反向输入端)的电压升高，与TL431内部的基准参考电压2．5 V作比较，使得TL431阴阳极间电压Vka降低，进而光耦二极管的电流If变大，于是光耦集射极动态电阻变小，集射极间电压变低，也即UC3844的脚1的
电平变低，经过内部电流检测比较器与电流采样电压进行比较后输出变高，PWM锁存器复
位，或非门输出变低，于是关断开关管，使得脉冲变窄，缩短MOSFET功率管的导通时间，于是传输到次级线圈和自馈线圈的能量减小，使输出电压Vo降低。
反之亦然，总的效果是令输出电压保持恒定，不受电网电压或负载变化的影响，达到了实现输出闭环控制的目的。
此设计中，输出电压通过两电阻分压并经TL43 1的内部误差放大器后，经过光耦接UC3844的误差放大器的脚1，而反向输入端脚2直接接地，输出电压反馈直接联接到脚1，而不是脚2，略过了UC3844的内部误差放大器，这使得电源的动态响应更快，因为放大器用作信号传输时有一定的传输时间，输出与输入并不是同时建立，不用UC3844内部误差放大器，把反馈信号的传输缩短了一个放大器的传输时间，从而电源的动态响应更快。
3 电源的参数设计及损耗分析
3．1 变压器原边电感设计
3．1．1 MOSFET开关管工作的最大占空比Dmax
式中：Vor为副边折射到原边的反射电压，当输入
为AC 220V时反射电压为135V；
VminDC为整流后的最低直流电压；
VDS为MOSFET功率管导通时D与S极间电压，一般取10V。
3．1．2 变压器原边绕组电流峰值IPK
变压器原边绕组电流峰值IPK为
式中：η为变压器的转换效率；
Po为输出额定功率，单位为W。
3．1．3 变压器原边电感量LP
式中：Ts为开关管的周期(s)；
LP单位为H。
3．1．4 变压器的气隙lg
式中：Ae为磁芯的有效截面积(cm2)；
△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)；
Lp单位取H，IPK单位取A，lg单位为mm。
3．2 变压器磁芯
反激式变换器功率通常较小，一般选用铁氧体磁芯作为变压器磁芯，其功率容量AP为
式中：AQ为磁芯窗口面积，单位为cm2；
Ae为磁芯的有效截面积，单位为cm2；
Po是变压器的标称输出功率，单位为W；
fs为开关管的开关频率；
Bm为磁芯最大磁感应强度，单位为T；
δ为线圈导线的电流密度，通常取200～300A／cm2，
η是变压器的转换效率；
Km为窗口填充系数，一般为0．2~0．4；
KC为磁芯的填充系数，对于铁氧体为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。
3．3 变压器原副边匝数
3．3．1 变压器原边匝数NP
式中：△B为磁芯工作磁感应强度变化值(T)，
Ae单位为cm2，
T s单位为s。
3．3．2副边匝数Ns
式中：VD为变压器二次侧整流二极管导通的正向压降。
3．4 功率开关管的选择
开关管的最小电压应力UDS
一般选择DS间击穿电压应比式(9)计算值稍大的MOSFET功率管。
3．5 变压器损耗
3．5．1 绕组铜耗计算
绕组电阻值R为
式中：MUT为平均每匝导线长度(cm)；
N为导线匝数；
为20℃时导线每cm的电阻值(μΩ)。
绕组铜耗PCU为
原、副边绕组电阻值可通过式(10)求出，当求原边绕组铜耗时，电流用原边峰值电流IPK 来计算；求副边绕组铜耗时，电流用输出电流Io来计算。
3．5．2 磁芯损耗
磁芯损耗取决于工作频率、工作磁感应强度、电路工作状态和所选用的磁芯材料的性能。
对于双极性开关变压器，磁芯损耗PC为
式中：Pb为在工作频率、工作磁感应强度下单位质量的磁芯损耗(W／kg)；
Gc为磁芯质量(Kg)。
对于单极性开关变压器，由于磁芯工作于磁滞回线的半区，所以磁芯损耗约为双极性开关变压器的一半。
变压器总损耗为总铜耗与磁芯损耗之和。
4 实验结果及波形
实验具体参数要求如下：输入单相AC 220V(180～240V)，输出电压为24V，输出额定功率为72W，开关频率为20kHz。
实验结果如表1所列。
图5为AC 220V输入且满载时MOSFET功率管驱动波形及电流检测电阻端电压波形，图6为220V输入时满载输出电压波形，图7为AC 220V输入时MOSFET功率管的DS极间电压波形。
从表1及波形可以看出输出电压平均值为24V，电压调整率小于0．1％，负载调整率最大为0．4％。
可见，UC3844的脚6产生的方波直接驱动MOSFET功率管，实现了PWM控制。
此设计电源的稳定性能较高，但从波形看出电流检测电阻端电压波形有尖峰，说明MOSFET功率管开关瞬间对变压器还有一定的冲击。
5 结语
电流控制型PWM芯片UC3844是一种高性能的固定频率电流型控制器，可以产生PWM脉冲直接驱动MOSFET功率管，并具有外围电路简单、安装与调试方便、性能优良等优点。
本文提出了使用UC3844、TL431及光耦等构成的单端反激开关电源，直接从输出电压进行反馈，且电压反馈直接接UC3844内部误差放大器的输出端。
该设计输出与输入隔离，反馈回路动态响应快，稳压控制精度高，比较适合用于小功率变换器的设计中。