■_rJ未經允許切勿外傳設計題目： 12V5A直流開關電源姓名： 專業：班級： 學號： 系部：同組人： 指導教師： _年_月_日摘要本文介紹一種以UC3842作為控制核心，根據UC3842的應用特點，設計了一種基于該電流型PWM控制芯片、實現輸出電壓可調的開關穩壓電源電路。開關電源是利用現代電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）和MOSFET構成。開關電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。開關電源比普通的線性電源效率高，開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源及保護環境方面都具有重要的意義。關鍵詞：UC3842、開關電源、PWM引言開關電源是運用現代電力電子技術,控制開關開啟和關閉的時候，這個比率的輸出電壓穩定的電源，電源一般由脈寬調制控制集成電路和場效應晶體管。開關電源、線性電源,并與成本的功率輸出的增加，但這兩種不同的發展速度。在某一線性功率成本的輸出功率的觀點,但高于開關電源，它被稱為成本反轉點。隨著電力電子技術的發展和創新、開關電源技術在不斷的創新，這一成本更低的輸出功率對于移動、開關電源提供了廣闊的發展空間第一章開關電源概述1.1開關電源發展歷史與應用力開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關晶體管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出電壓的一種電源，開關電源一般由脈沖寬度調制（PWM）控制IC和功率開關器件（如MOS-FET）等構成。簡單的說：就是開關型直流穩壓電源。開關電源把直流電源或交流電源通過它可以獲得一個穩定的直流電壓源。它具有效率高，輸出電壓穩定，交流紋波小，體積小和重量輕的許多優點。獲得廣泛使用。高頻開關電源的發展方向是高頻開關電源、小型化、使開關電源到更廣闊的應用領域，尤其是在高技術領域的應用,促進高新技術產品的小型化、光。另一個開關電源的發展與應用在節約能源、節約資源和保護環境具有重要的意義。噪音和紋波：附加在直流輸出信號上的交流電壓和高頻尖峰信號的峰值。用示波器測量其紋波幅值，通常是以mv度量。第二章輸入電路適，在負載電流達到穩定狀態時，其阻值應該是最小。這樣，就不會影響整個開關電源的效率。2.2輸入陽間電壓保護在一般情況下，交流電網上的電壓為115v或230v左右，但有時也會有高壓的尖峰出現。比如電網附近有電感性開關，暴風雨天氣時的雷電現象，都是產生高尖峰的因素。受嚴重的雷電影響，電網上的高壓尖峰可達5kv。第四章UC3842的原理及技術參數UC3842的原理和概述UC3842是開關電源用電流控制方式的脈寬調制集成電路。與電壓控制方式相比在負載響應和線性調整度等方面有很多優越之處。 ? ?圖1UC3842內部原理框圖該電路主要特點有:內含欠電壓鎖定電路、低起動電流（典型值為0?12mA）穩定的內部基準電壓源、大電流推挽輸出（驅動電流達1A）工作頻率可到500kHz、自動負反饋補償電路雙脈沖抑制、較強的負載響應特性UC3842內部工作原理簡介圖1所示出了UC3842內部框圖和引腳圖，UC3842采用固定工作頻率脈沖寬度可控調制方式，共有8個引腳，各腳功能如下：腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性；腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V基準電壓進行比較，產生誤差電壓，從而控制脈沖寬度；腳為電流檢測輸入端，當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態；腳為定時端，內部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數決定，f=1.8(RTxCT)；腳為公共地端；腳為推挽輸出端，內部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns驅動能力為±1A；腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW；腳為邪基準電壓輸出端，有50mA的負載能力。UC3842的技術參數

引出端功能引出端序號符號功能引出端序號符號功能1COMP比較端5GND地2負反饋6OUT輸出3Sen電流靈敏度7Vcc電櫥4OSC振蕩端SVref參巖電廂最大額定值〔除非特別說明外.Tamb=25l2)參數名禰符號數值單位電源電壓Vec30V輸出電流Io±1A誤差.放大器電浦ItiinkCEA>10mA誤差放大器輸入電壓VinCEA)-Q.3—6.3V功柱Pd1W封裝外形圖

0-46i0-46iQ.l第五章12V5A單端反激開關電源原理5.112V5A電路原理圖IB2電路郎在密12V5A電路PCB板這是我根據我在學校學習的Protel99SE畫的PCB板5.3原理分析5.3.1系統原理本文以UC3842為核心控制部件，設計一款AC220V輸入，DC12V輸出的單端反激式開關穩壓電源。開關電源控制電路是一個電壓、電流雙閉環控制系統。變換器的幅頻特性由雙極點變成單極點，因此，增益帶寬乘積得到了提高，穩定幅度大，具有良好的頻率響應特性。主要的功能模塊包括：啟動電路、過流過壓欠壓保護電路、反饋電路、整流電路。以下對各個模塊的原理和功能進行分析。電路原理圖如圖2所示。5.3.2啟動電路如圖2所示交流電由C16、L1、C15以及C14、C13進行低通濾波，其中C16、C15組成抗串模干擾電路，用于抑制正態噪聲；C14、C13、L1組成抗共模干擾電路，用于抑制共態噪聲干擾。它們的組合應用對電磁干擾由很強的衰減功能。如圖2所示，如果由于某種原因，輸出端短路而產生過流，開關管的漏極電流將大幅度上升，R9兩端的電壓上升，UC3842的腳3上的電壓也上升。當該腳的電壓超過正常值0.3V達到1V（即電流超過1.5A）時，UC3842的PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器復位，關閉輸出。這時，UC3842的腳6無輸出，MOS管S1截止，從而保護了電路。如果供電電壓發生過壓（在265V以上），UC3842無法調節占空比，變壓器的初級繞組電壓大大提高，UC3842的腳7供電電壓也急劇上升，其腳2的電壓也上升，關閉輸出。如果電網的電壓低于85V，UC3842的腳1電壓也下降，當下降lV（正常值是3.4V）以下時，PWM比較器輸出高電平，使PWM鎖存器復位，關閉輸出。如果人為意外地將輸出端短路，這時輸出電流將成倍增大，使得自動恢復開關RF內部的熱量激增，它立即斷開電路，起到過壓保護作用。一旦故障排除，自動恢復開關RF在5s之內快速恢復阻抗。因此，此電路具有短路過流、過壓、欠壓三重保護。5.3.4反饋電路反饋電路采用精密穩壓源TL431和線性光耦PC817。利用TL43l可調式精密穩壓器構成誤差電壓放大器，再通過線性光耦對輸出進行精確的調整。如圖2所示，R4、R5是精密穩壓源的外接控制電阻，它們決定輸出電壓的高低，和TL431一并組成外部誤差放大器。當輸出電壓升高時，取樣電壓VR7也隨之升高，設定電壓大于基準電壓（TL431的基準電壓為5V），使TL431內的誤差放大器的輸出電壓升高，致使片內驅動三極管的輸出電壓降低，也使輸出電壓Vo下降，最后Vo趨于穩定；反之，輸出電壓下降引起設置電壓下降，當輸出電壓低于設置電壓時，誤差放大器的輸出電壓下降，片內的驅動三極管的輸出電壓升高，最終使得UC3842的腳1的補償輸入電流隨之變化，促使片內對PWM比較器進行調節，改變占空比，達到穩壓的目的。R7、R8的阻值是這樣計算的：先固定R7的阻值，再計算R8的阻值，即TOC\o"1-5"\h\z鴕=?礦皿 (I)址譬才=250|1A (2)%WxW齡叫與祝-) (3)250x105.3.5輸出整流濾波電路輸出整流濾波電路直接影響到電壓波紋的大小，影響輸出電壓的性能。開關電源輸出端中對波紋幅值的影響主要有以下幾個方面。輸入電源的噪聲，是指輸入電源中所包含的交流成分。解決的方案是在電源輸入端加電容C5,以濾除此噪聲干擾。高頻信號噪聲，開關電源中對直流輸入進行高頻的斬波，然后通過高頻的變壓器進行傳輸，在這個過程中，必然會摻人高頻的噪聲干擾。還有功率管器件在開關的過程中引起的高頻噪聲。對于這類高頻噪聲的解決方案是在輸出端采用n型濾波的方式。濾波電感采用150pH的電感，可濾除高頻噪聲。采用快速恢復二極管D6、D7整流。基于低壓、功耗低、大電流的特點，有利于提高電源的效率，其反向恢復時間短，有利于減少高頻噪聲。并聯整流二極管減小尖峰電壓在大功率的整流電路中，次級整流橋電路存在較大雜散電感，輸出整流管在換流時，由于電路中存在寄生振蕩，整流管會承受較大的尖峰電壓，尖峰電壓的存在提高了對整流二極管的耐壓要求，也將帶來額外的電路損耗。整流橋的寄生振蕩產生于變壓器的漏感（或附加的諧振電感）與變壓器的繞組電容和整流管的結電容之間。當副邊電壓為零時，在全橋整流器中4只二極管全部導通，輸出濾波電感電流處于自然續流狀態。而當副邊電壓變化為高電壓VinK（K為變壓器變比）時，整流橋中有兩只二極管要關斷，兩只二極管繼續導通。這時候變壓器的漏感（或附加的諧振電感）就開始和關斷的整流二極管的電容諧振。即使采用快恢復二極管，二極管依然會承受至少兩倍的尖峰電壓，因此，必須采用有效的緩沖電路，有許多文獻對此作了研究，歸納起來有5種方式：RC緩沖電路，RCD緩沖電路，主動箝位緩沖電路，第三個繞組加二極管箝位緩沖電路，原邊側加二極管箝位緩沖電路。在這里提出另一種減小二極管尖峰電壓有效的方法：即整流二極管并聯，其具體的電路圖如圖3所示。 0 0圈3整流二極管井聯原理圖總結通過實習我接觸開關電源，開關電源應用在許多的行業如工業、航空、航天、軍事等。在實習期間我進一步的認識開關電源，我更好的學會了如何分析電路、如何運用知識、如何調試電路，在完成畢業論文的期間，我感覺我對開關電源還有許多不足之處，我計劃在以后的實習期間更好的思考問題、解決問題，培養了自己不怕苦、不怕累的意志力，為日后的學習、工作和生活打下良好的基石。致謝參考文獻1、嚴仰光.雙向直流變換器.南京：江蘇科學技術出版社，2004.113、 阮新波、嚴仰光，脈寬調制DCDC全橋變換器的軟開關技術.北京：科學出版社，19994、 曾興雯，高頻電路原理