【正文】 量和共模分量可以完全解耦。由于電力電子器件容量的增加以及開關(guān)速度的加快，開關(guān)動作產(chǎn)生的電磁干擾強(qiáng)度也隨之增加。 在設(shè)計(jì)的過程中，也得到了許多同學(xué)寶貴的建議，在此一并致以誠摯的謝意。由于器件設(shè)計(jì)巧妙，構(gòu)成電路所需元件少，非常符合電路設(shè)計(jì)中“簡潔至上 ”的原則。 設(shè)計(jì)的特點(diǎn)在于精密的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。 在對電壓精度要求高的場合，會把電壓反饋信號從補(bǔ)償端 (CMOP)輸入，不用 UC3842 的內(nèi)部放大器，因此反饋信號的傳輸縮短了一個放大器的傳輸時間，使電源的動態(tài)響應(yīng)更快。 KRA R 71 0 Ω ＋ 1 2 v－N 4N 3 C 1 0 0 . 4 7 u f R 8 3 . 9 ΩC 1 1 1 0 0 0 u f / 2 5 vC 1 2 0 . 0 1 u fC 1 3 1 0 0 0 u f / 2 5 vL 21 5 0 u fP C 8 1 7R 94 7 0 ΩR 1 14 7 0 ΩR 1 01 kR 1 67 . 5 k R 1 5 1 0 kC 1 41 u fT L 4 3 1 R 1 7 4 . 7 k 圖 4－ 4 直流輸出與反饋電路 反饋電路采用精密穩(wěn)壓器 TL431 和線性光耦 PC81。當(dāng)該腳的電壓超過正常值 達(dá)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(fù)位，關(guān)閉輸出。同時反饋線圈向 UC3842 供電。 F 1V R 1LR 1 85 0 kC 1 56 8 u fC 1 62 2 u f2 2 0 vC 10 . 2 u fC 20 . 2 u f4 7 m hRC 30 . 2 u fC 40 . 2 u fP T 1 圖 4－ 2 高頻濾波整流電路 PWM 脈沖控制驅(qū)動電路 U c 3 8 4 261284537R 11 k 3421P c 8 1 7C 60 . 3 3 u fC 7 0 . 1 1 u fR 2 1 0 0 ΩR 3 5 . 1 kC 1 80 . 0 1 u fR 45 . 1 kC 8 4 1 0 p f / 1 . 2 v Z D 1 1 6 vR 53 3 ΩR 1 91 k R 6 0 . 5 ΩC 9 4 7 u f 圖 4－ 3 PWM 脈沖控制驅(qū)動電路 圖 4－ 3 由分壓電阻 R18 提供分得的電壓接入 uc3842 的 ○ 7（ vcc）管腳，uc3842 啟動工作， 由 ○ 6 端 （ output） 輸出推動開關(guān)管工作，輸出信號為高低電壓脈沖。由于變壓器中的磁場能量可通過 N3 泄放，而不像一般的 RCD 磁通復(fù)位電路消耗在電阻上，達(dá)到減少發(fā)熱，提高效率的目的。 與單端反激式電路相比，單端正激式電路開關(guān)電流小，輸出紋波小，更容易適應(yīng)高頻化。 取輸出 電感的電流變化量 △ IL＝ ＝ ，則輸出電感為： ONL ODF TIUUUL ? ??? 2 (48) 式中： U2―― 副邊線圈最小電壓。 反 饋電線圈向 UC3842 提供 U＝ 12V 的工作電壓，按電容 C1 上的電壓 UC＝ 16V 計(jì)算 ， 以 保證有足夠的供電電壓給 UC3842。原邊線圈電感 L＝ AN12＝ (mH)。 確定 開關(guān)頻率 f＝ 85kHz，周期 T＝ 。但隨著頻率 的提高，諸如開關(guān)損耗、門極驅(qū)動損耗、輸出整流管的損耗會越來越突出，而且頻率越高，對磁性材料的選擇和參數(shù)設(shè)計(jì)的要求會越苛刻。 河南科技大學(xué)（論文） 21 第 4 章 利用 UC3842 設(shè)計(jì)小功率電源 電源設(shè)計(jì)指標(biāo) 小型電源 輸入、輸出參數(shù)如下： 輸入電壓： AC 110/220V； 輸入電壓變動范圍： 90～ 240V； 輸入頻率： 50/60Hz； 輸出電壓： 12V； 輸出電流： 。這種升壓電路適合不同輸入電壓輸入，取代了傳統(tǒng)的交流輸入 110/220 V 自動切換電路。輸入經(jīng)負(fù)溫度系數(shù)電阻 NTC、橋式整流器、電容 C4，成為直流電壓，正極經(jīng) L5 并聯(lián)接入 VT7。 圖 35 由 UC3842 組成的它激式升壓開關(guān)電源電路 在圖 35 中，升壓電路由 UC3842 為核心，構(gòu)成它激式開關(guān)電路。當(dāng) VT7 導(dǎo)通時，輸入整流電壓 經(jīng) L VT7 漏源極、 R6 完成回路，輸入整流電壓全部加在 L5 兩端，從而使電能變?yōu)榇拍艽鎯τ?L5。由于 L2 在磁 電的存儲／釋放過程中難免形成開關(guān)脈沖紋波，因此電路中濾波電容 C12 為 6只 100μ F 的電容并聯(lián)，以有效地降低電解電容的分布電感，使其高次諧波的濾波性能更好。 在驅(qū)動脈沖的截止期， IC1⑹腳輸出低電平， VT1 內(nèi)部 P 溝道 FET 管導(dǎo)通，將 VT2 的柵源極短路。電流呈線性 增長。 VT 3 導(dǎo)通后，與V2 并聯(lián)，將此電壓降低到 100mV，大大降低了開關(guān)管的損耗。 該電路的同步整流器由 VT VT2 和 VT3 組成。該振蕩 器頻率設(shè)定為 120KHz。在圖 412中，由電流互感器 T1 對開關(guān)管 VT2 導(dǎo)通電流取樣，經(jīng) V1 整流， R R6 分壓后，送入集成電路⑵腳作為開關(guān)管過流保護(hù)。穩(wěn)壓器輸出 5V電壓，由 R R1 分壓，正常穩(wěn)壓狀態(tài)為 取樣電壓。 圖 3－ 4 基于同步整流技術(shù)的電源電路 UC3842 采用脈沖寬度調(diào)制方式穩(wěn)定輸出電壓，其各腳功能及外圍元器件作用如下： ○ 1 腳為內(nèi)部誤差比較器的誤差檢測輸出端，在集成電路內(nèi)部控制脈寬調(diào)制器。在驅(qū)動脈沖 Tn 截止后，經(jīng)過設(shè)定的死區(qū)時間TD，脈沖間歇期的低電平輸出通過控制電路，使續(xù)流二極管上并聯(lián)的開關(guān)管導(dǎo)通。 圖 33 UC3842 組成的反激式電源 UC3842 控制的同步整流電路 圖 3－ 4 為使用它激式驅(qū)動電路 UC3842 組成的 5V／ 10A 開關(guān)穩(wěn)壓電源。 反饋比較電路信號是從輔助繞組 N3 經(jīng)過 V V C C4 等整流濾波后得到的 Vcc 分壓提取的。由單管驅(qū)動隔離變壓器 TC 主繞組 N1 電流， C R3 可以提供變壓器原邊泄放的通路。工作過程 是 ： 開關(guān) 開通后， V 處于斷態(tài)， 初級 繞組的電流線性增長，電感儲能增加； 開關(guān) 關(guān)斷后， 初級 繞組的電流被切斷，變壓器中的磁場能量通過 次級 繞組和 V 向輸出端釋放。因此，電路的抗干擾性極強(qiáng)，開關(guān)管不會誤觸發(fā)，提高了可靠性。誤差放大器輸入構(gòu)成主 PWM 控制系統(tǒng)，可使負(fù)載變動在 30％～ 100％時輸出負(fù)載調(diào)整率在 8 ％以下，負(fù)載變動在 70％～ 100％時負(fù)載調(diào)整率在 3％以下。 (4) 輸出電流為 200 mA，峰值為 1 A，既可驅(qū)動雙極型三極管也可驅(qū)動 MOSFET 管。 (2) 啟動電壓大于 16 V，啟動電流僅 1 mA 即可進(jìn)入工作狀態(tài)。在開關(guān)電源中，類似的電路常稱為“半橋電路”。輸出極采用一個上電阻接一個 NPN 型晶體管的集電極，這個晶體管的發(fā)射極接下面管子的集電極同時輸出；下晶體管的發(fā)射極接地。具有滯回特性。 Comp 端引出接外部 RC 網(wǎng)絡(luò) ,以改變增益和頻率特性 . (4) 輸出電路：圖騰柱輸出結(jié)構(gòu)，電路 1A，驅(qū)動 MOS 管及雙極型晶體管。 lA； ○ 7 腳為啟動 /工作電壓輸入端 腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為 15mW。 UC3842 的引腳及其功能 U c 3 8 4 2V c c7V r e f8R t / C t4V f b2C o m p1O u t6G n d5I S E N S E3 圖 3－ 1 UC3842 的引腳 如圖 3－ 1 ： ○ 1 腳為內(nèi)部誤差放大器輸出端 ，外接阻容元件可改善誤差放大器的增河南科技大學(xué)（論文） 13 益和頻率特性 。 UC3842 是美國Unitrode 公司 [14]生產(chǎn)的一種高性能單端輸出式電流控制型脈寬調(diào)制器芯片。當(dāng)輸出過壓時， VS 擊穿， V 受觸發(fā)導(dǎo)通，使光電耦合器輸出三極管電流增大，通過 UC3842 控制開關(guān)管關(guān)斷。如果輸出電壓 UO 升高，集成穩(wěn)壓器 TL431 的陰極到陽極的電流增大，使光電耦合器輸出的三極管電流增大，即 UC3842⑴ 腳對地的分流變大， UC3842 的輸出脈寬相應(yīng)變窄，輸出電壓 UO 減小。兩種過流保護(hù)互為補(bǔ)充，使電源更為安全可靠。電流互感器的輸出分為電流瞬時值反饋和電流平均值反饋兩路， R2 上的電壓反映電流瞬時值。電阻 R 給電容提供放電回路，避免因電容上的電荷積累而影響濾波器的工作特性。電力 MOSFET 的工作原理是：河南科技大學(xué)（論文） 8 在截止?fàn)顟B(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。 圖 1－ 4 PC817 的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu) 電力場效應(yīng)晶體管 MOSFET (1) 電力場效應(yīng)晶體管的特點(diǎn) 電力場效應(yīng)晶體管主要指絕緣柵型中的 MOS 型，簡稱電力 MOSFET。 光耦 PC817 PC817[12]是常用的線性光 藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作耦合器件，具有上下級電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響 . 當(dāng)輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實(shí)現(xiàn)了 “電 光 電 ”的轉(zhuǎn)換。快速二極管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個等級，前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，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） 低動態(tài)輸出阻抗，典型 ； （ 4） 負(fù)載電流能力 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 。 器件 TL431. TL431 是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源。在主電路和控制電路之間，需要一定的中間電路對控制電路的信號進(jìn)行放大，這就是開關(guān)器件的驅(qū)動電路。 (2) 開關(guān)器件一般都工作在開關(guān)狀態(tài)，導(dǎo)通時 (通態(tài) )阻抗很小，接近于短路，管壓降接近于零，電流由外電 路決定；阻斷時阻抗很大，接近于斷路，電流幾乎為零，管子兩端電壓由外電路決定。合理設(shè)計(jì)開關(guān)電源電路，還可使穩(wěn)壓范圍更寬并保證開關(guān)電源的高效率 ； （ 4）安全可靠。開關(guān)電源的功率開關(guān)調(diào)整管工作在開關(guān)狀態(tài)，所以調(diào)整管的功耗小，效率高，一般在 80%～ 90%，高的可達(dá) 90%以上 ； (2) 重量輕。反饋回路檢測其輸出電壓，并與基準(zhǔn)電壓比較，其誤差通過誤差放大器進(jìn)行放大，控制脈寬調(diào)制電路，再經(jīng)過驅(qū)動電路控制半導(dǎo)體開關(guān)的通斷時間，從