【正文】 rWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$U*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。ksv*3tnGK8!z89AmYWpazadNuKNamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。qYpEh5pDx2zVkumamp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5ux^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%MzFA5uxY7JnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%Mz849Gx^Gjqv^$UE9wEwZQcUE%amp。MuWFA5uxY7JvnD6YWRrWwc^vR9CpbK!zn%MzXNQExJB8VK%W7m$ZA5JdkVWce9APz^FvJzwYWCcyAh*bnxBvaFQH8YHV$amp。完成這種變換任務(wù)的電源成為直流穩(wěn)壓電源。關(guān)鍵詞：開(kāi)關(guān)電源,經(jīng)濟(jì)效益,uc3842，小功率高頻SWITCHING POWER SUPPLY DESIGN BASED ABSTRACAT Power is to achieve power conversion and power transmission major equipment, where there are electrical appliances with power, modern electronic equipment in the circuit using a large number of semiconductor devices, semiconductor needs a few volts to tens of volts of DC power, in order to obtain required by the normal energy. Some of these chemical DC power supply, such as batteries and used batteries, but these can not be sustained in power. DC power supply method most electronic devices are AC power through transformer, rectifier, filter, voltage transformation for the required DC voltage. Completion of this task transform power into DC regulated power supply. Switching power supply is a new type of power supply, pared to traditional linear power supply, high technological content, low energy consumption, easy to use, and has achieved good economic benefit. Many highfrequency transformation circuit switching power supply, monly used with pushpull converter, full bridge, half bridge, forward and flyback etc.. This paper is the design of small power high frequency switching power supply system based on UC3842 chip. KEY WORDS: Switching Power Supply，economic benefits ，uc3842，Small power high frequency 目　錄前　言 1第1章 開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介 2 2 開(kāi)關(guān)電源的概念 2 開(kāi)關(guān)電源的分類(lèi) 4 6 7 8第2章 開(kāi)關(guān)電源元器件的選用 10 器件TL431 10 電力二極管 10 光耦PC817 11 電力場(chǎng)效應(yīng)晶體管MOSFET 12第3章 主要開(kāi)關(guān)變換電路 13 13 13 電流反饋電路 13 電壓反饋電路 14第4章 UC3842的原理及功能特點(diǎn) 16 UC3842原理與特點(diǎn) 16 UC3842的引腳及其功能 17 UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 18 UC3842的典型應(yīng)用電路 19 UC3842控制的同步整流電路 19 UC3842控制的升壓型開(kāi)關(guān)電源 21第5章UC3842保護(hù)電路的缺陷及改進(jìn) 24 UC3842保護(hù)電路的缺陷 24 過(guò)載保護(hù)的缺陷 24 24 25 25結(jié) 論 27謝 辭 28參考文獻(xiàn) 29附 錄1：總體電路圖 30附 錄2：開(kāi)關(guān)電源常用英文標(biāo)志與縮寫(xiě) 31外文資料譯文 32V 前 言隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人類(lèi)已經(jīng)進(jìn)入工業(yè)時(shí)代，并正在轉(zhuǎn)入高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展的時(shí)期，電源是向負(fù)載提供優(yōu)質(zhì)電能的供電設(shè)備，是工業(yè)的基礎(chǔ)。目前我國(guó)通信、信息、家電和國(guó)防等領(lǐng)域的電源普遍采用高頻開(kāi)關(guān)電源，相控電源將逐漸被淘汰。20世紀(jì)80年代開(kāi)關(guān)電源的特點(diǎn)是采用20kHz脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)，效率可達(dá)65%70%。 第1章 開(kāi)關(guān)電源簡(jiǎn)介 開(kāi)關(guān)電源概述電源是將各種能源轉(zhuǎn)換成為用電設(shè)備所需電能的裝置，是所有靠電能工作的裝置的動(dòng)力源泉。按照電子理論，所謂AC/DC就是交流轉(zhuǎn)換為直流；AC/AC稱(chēng)為交流轉(zhuǎn)換為交流，即為改變頻率；DC/AC稱(chēng)為逆變；DC/DC為直流變交流后再變直流。在轉(zhuǎn)換時(shí)，以自動(dòng)控制穩(wěn)定輸出并有各種保護(hù)環(huán)節(jié)的電路，稱(chēng)為開(kāi)關(guān)電源（Switching Power Supply）[1]。220V交流電直接經(jīng)低通濾波和橋式整流后得到未穩(wěn)壓的直流電壓Vi，此電壓送到第二部分進(jìn)行功率因數(shù)校正，其目的是提高功率因數(shù)，它的形式是保持輸入電流與輸入電壓同相。第三部分是功率轉(zhuǎn)換，它是由電子開(kāi)關(guān)和高頻方波脈沖電壓。有了高頻振蕩才有電源變換，所以說(shuō)開(kāi)關(guān)電源的實(shí)質(zhì)是電源變換。）。這對(duì)于開(kāi)關(guān)電源的高頻變壓器實(shí)現(xiàn)小型化有幫助，同時(shí)，能量傳遞的速度也快。綠色電源是開(kāi)關(guān)電源中用途最為廣泛的電源，它的效率一般可以達(dá)到85%，質(zhì)量好的可以達(dá)到95%甚至更高，而鐵芯變壓器的效率只有70%或者更低。據(jù)統(tǒng)計(jì)，100W的鐵芯變壓器的重量為1200g左右，體積達(dá)350cm3，而100W的開(kāi)關(guān)電源的重量只有250g，而且敞開(kāi)式的電源更輕，體積不到鐵芯變壓器的1/4。(5) 根據(jù)人們的要求，可設(shè)計(jì)出各種具有特殊功能的電源，以滿(mǎn)足人們的需要。但是它比其他變換電源的形式簡(jiǎn)單的多，所以，硬開(kāi)關(guān)在很多地方仍然在應(yīng)用，如脈寬調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）器就屬于硬開(kāi)關(guān)。為了實(shí)現(xiàn)零電壓“開(kāi)”和零電流“關(guān)”，我們常采用諧振的方法。同樣，流過(guò)電子開(kāi)關(guān)的電流振蕩到零時(shí)，電子開(kāi)關(guān)關(guān)斷，稱(chēng)之為零電流關(guān)斷（Zero Current Switching）。調(diào)頻開(kāi)關(guān)電源沒(méi)有脈沖調(diào)制開(kāi)關(guān)電源那么容易控制，再加上準(zhǔn)諧振電路電壓峰值高，開(kāi)關(guān)所受到的應(yīng)力大，目前還沒(méi)有得到廣泛應(yīng)用。按激勵(lì)方式分，有自激式和他激式兩種。凡是以脈沖寬度來(lái)調(diào)制的電子開(kāi)關(guān)變換器都叫PWM變換器。(a) 電路圖；(b) 波形圖圖12開(kāi)關(guān)電源的工作原理為方便分析開(kāi)關(guān)電源電路，定義脈沖占空比如下 (11)式中，T表示開(kāi)關(guān)S的開(kāi)關(guān)重復(fù)周期；TON表示開(kāi)關(guān)S在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期中的導(dǎo)通時(shí)間。若保持不變，利用改變開(kāi)關(guān)頻率f=1/T實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)輸出直流電壓Uo穩(wěn)壓的方法，稱(chēng)做脈沖頻率調(diào)制(PFM)。 開(kāi)關(guān)電源的組成開(kāi)關(guān)電源的基本組成如圖13所示。DC/DC變換器有多種電路形式，其中控制波形為方波的PWM變換器以及工作波形為準(zhǔn)正弦波的諧振變換器應(yīng)用較為普遍。但是，它離人們的要求、應(yīng)用的價(jià)值還差得很遠(yuǎn)，體積、重量、效率、抗干擾能力、電磁兼容性以及使用的安全性都不能說(shuō)是十分完美。開(kāi)關(guān)電源使用的磁芯、電解電容及整流二極管燈都很笨重，也是耗能的主要根源。(4) 軟件問(wèn)題。(5) 生產(chǎn)工藝問(wèn)題。這就是開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展趨勢(shì)。在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開(kāi)關(guān)電源等等。(1) 普通二極管(General Purpose Diode)普通二極管又稱(chēng)為整流二極管(Rectifier Diode)，多用于開(kāi)關(guān)頻率不高(1 kHz以下)的整流電路中?？焖俣O管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的PiN結(jié)構(gòu)。肖特基二極管的優(yōu)點(diǎn)很多，主要是：反向恢復(fù)時(shí)間很短(10~40 ns)，正向恢復(fù)過(guò)程中不會(huì)有明顯的電壓過(guò)沖；在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管；其開(kāi)關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小，效率高。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號(hào)（開(kāi)關(guān)信號(hào)），不。 ?？焖俣O管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個(gè)等級(jí)，前者反向恢復(fù)時(shí)間為數(shù)百納秒或更長(zhǎng)，后者則在100 ns以下，有的甚至達(dá)到20~30 ns。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達(dá)到很高，分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上。％ ，典型值25℃（TL431B）；（3）低動(dòng)態(tài)輸出阻抗， ； （4） to 100mA； （5）等效全范圍溫度系數(shù)50 ppm/℃典型； （6）溫度補(bǔ)償操作全額定工作溫度范圍； （7）低輸出噪聲電壓。35 第2章 開(kāi)關(guān)電源元器件的選用TL431是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。這些問(wèn)題大多是焊接問(wèn)題和元器件技術(shù)性能問(wèn)題，還有生產(chǎn)工藝上的檢測(cè)、老化、粘結(jié)、環(huán)境等方面的因素。要做到“軟開(kāi)關(guān)”并實(shí)行程序化，更是有一定的困難。按照習(xí)慣，變換有這樣幾種形式：AC/DC變換、DC/AC變換以及DC/DC變換等。電源控制集成度不高，這就影響了電源的穩(wěn)定性和可靠性，同時(shí)對(duì)電源的體積和效率來(lái)說(shuō)也是一個(gè)大問(wèn)題。圖13 開(kāi)關(guān)電源的基本組成客觀上講，開(kāi)關(guān)電源的發(fā)展是非常快的，這時(shí)因?yàn)樗哂衅渌娫此鶡o(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。除此之外，開(kāi)關(guān)電源還有輔助電路，包括啟動(dòng)、 過(guò)流過(guò)壓保護(hù)、 輸入濾波、 輸出采樣、 功能指示等電路。既改變，又改變T，實(shí)現(xiàn)脈沖占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式稱(chēng)做脈沖調(diào)頻調(diào)寬方式。T不變，只改變來(lái)實(shí)現(xiàn)占空比調(diào)節(jié)的穩(wěn)壓方式叫做脈沖寬度調(diào)制(PWM)。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓Ui經(jīng)開(kāi)關(guān)S加至輸出端，S為受控開(kāi)關(guān)，是一個(gè)受開(kāi)關(guān)脈沖控制的開(kāi)關(guān)調(diào)整管，若使開(kāi)關(guān)S按要求改變導(dǎo)通或斷開(kāi)時(shí)間，就能把輸入的直流電壓Ui變成矩形脈沖電壓。調(diào)寬式變換器有以下幾種：正激式（Forward Converter）、反激式（Feedback Converter Mode）、半橋式（Half Bridge Converter）、全橋式（Overall Bridge Mode）、推挽式（Push Draw Mode）和阻塞式（Ringing Choke Converter，RCC）等6種。從輸入、輸出有無(wú)變壓器隔離來(lái)說(shuō)，DC/DC變換分為有變壓器隔離和沒(méi)有變壓器隔離兩類(lèi)。它是在脈寬調(diào)制器上附加諧振網(wǎng)絡(luò)而形成的，固定電子開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間，通過(guò)調(diào)整振蕩頻率，最終使電路產(chǎn)生諧振，從而獲得準(zhǔn)諧振變換器的模式。如果正弦波電壓加到并聯(lián)的電感回路上，這時(shí)電感上的電壓就無(wú)窮大。另一類(lèi)叫做軟開(kāi)關(guān)，電子開(kāi)關(guān)在零電壓下導(dǎo)通，在零電流下關(guān)斷。所謂硬開(kāi)關(guān)，是指電子脈沖、外加控制信號(hào)強(qiáng)行對(duì)電子開(kāi)關(guān)進(jìn)行“開(kāi)”和“關(guān)”，而與電子開(kāi)關(guān)自身流過(guò)的電流以及兩端施加的電壓無(wú)關(guān)。而其他的電源由于本身原因或使用不當(dāng)，發(fā)生短路或斷路的事故較多。美國(guó)的“能源之星”對(duì)電子鎮(zhèn)流器、開(kāi)關(guān)電源以及家用電器的效率都制定有很仔細(xì)的、非常嚴(yán)格的規(guī)章條款。對(duì)于不同的變換器形式，所選用的占空比大小是不一樣的。例如：一個(gè)開(kāi)關(guān)電源的工作頻率是50kHz，它的周期（微秒）。在一個(gè)電子開(kāi)關(guān)周期（T）內(nèi)，電子開(kāi)關(guān)的接通時(shí)間與一個(gè)電子周期所占時(shí)間之比，叫接通占空比（D），D=。第五部分是控制電路，輸出電壓經(jīng)過(guò)分壓、采樣后于電路的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較、放大。所謂有源功率因數(shù)校正（Active Power Factor Correction，APFC），是指電源在校正過(guò)程中常采用三極管和集成電路。開(kāi)關(guān)電源通常由六大部分組成，如圖11所示。自20世紀(jì)60年代，人們研發(fā)出了二極管、三極管半導(dǎo)體器件后，就用半導(dǎo)體器件進(jìn)行轉(zhuǎn)換。電源是產(chǎn)生電的裝置，表示電源特性的參數(shù)有功率、電壓、電流、頻率等；在同一參數(shù)要求下，又有重量、體積、效率和可靠性等指標(biāo)。新型功率器件的開(kāi)發(fā)促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源的高頻化，功率MOSFE