【正文】 ............................................ 16 濾波電路 ................................................................................................... 16 反饋電路 ................................................................................................... 16 電流反饋電路 ................................................................................ 16 電壓反饋電路 ................................................................................ 17 電壓保護(hù)電路 ........................................................................................... 17 第三章 UC3842.................................................... 19 UC3842 簡介 ............................................................................................ 19 UC3842 的 引腳及其功能 ........................................................... 19 UC3842 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................................... 20 UC3842 的使用特點(diǎn) ................................................................... 21 UC3842 的典型應(yīng)用電路 ...................................................................... 22 反激式開關(guān)電源 ............................................................................ 22 UC3842 控制的同步整流電路 ................................................... 23 3 . 升壓型開關(guān)電源 ........................................................................... 25 第四章 利用 UC3842 設(shè)計(jì)開關(guān)穩(wěn)壓電源 ............................... 27 電源設(shè)計(jì)指標(biāo) ........................................................................................ 27 具體電路 設(shè)計(jì) ........................................................................................ 27 啟動(dòng)電路 ........................................................................................ 27 PWM 脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路 ............................................................. 29 電路輸出部分的設(shè)計(jì) ................................................................. 32 電路整體分析 ........................................................................................... 37 第五章 電源的測試及仿真 .......................................... 38 仿真軟件 Multisim 10 概述 ................................................................... 38 共 45 頁 第 4 頁 電路測試 ................................................................................................. 38 仿真結(jié)果 .............................................................................................. 40 設(shè)計(jì)問題及解決方法 ...................................................................... 42 總 結(jié) ............................................................ 43 參考資料 .......................................................... 44 致 謝 ............................................................ 45 共 45 頁 第 5 頁 第一章 開關(guān)電源簡介 開關(guān)電源的發(fā)展背景 電源 [power supply。整流電源、信號(hào)源有時(shí)也叫做電源。 T 為矩形脈沖周期 , T1 為矩形脈沖寬度。開關(guān)電源的工作原理就是通過改變開關(guān)器件的開通時(shí)間和工作周期的比值即占空比來改變輸出電壓， 通常有三種調(diào)制方式 : 脈沖寬度調(diào)制 ( P W M ) 、脈沖頻率調(diào)制 ( P F M )和混合調(diào)制。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。 60 年代末，由于微電子技術(shù)的快速發(fā)展，高反壓的晶體管出現(xiàn)了。這是從事開關(guān)穩(wěn)壓電源研制的科技人員目前正在克服的第一個(gè)困難。這些干擾就會(huì)污染市電電網(wǎng)，影響鄰近的電子儀器及設(shè)備 共 45 頁 第 9 頁 的正常工作。目前正走在向?qū)嵱秒A段和再進(jìn)一步提高工作頻率。 常見的開關(guān)穩(wěn)壓電源分類方法有下列幾種： 共 45 頁 第 10 頁 （ 1） 按激勵(lì)方式劃分 i 他激式 電路中專設(shè)激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生的振蕩器 ii 自激式 開關(guān)管兼作振蕩器中的振蕩管 （ 2） 按調(diào)制方式劃分 振蕩頻率保持不變，通過改變脈沖寬度來改變和調(diào)節(jié)輸出電壓的大小。 儲(chǔ)能電感并聯(lián)在輸入與輸出之間。將其連接成全橋式。）在工作的半波內(nèi)，截去正弦曲線的前一部分，這一部分所占角度稱為截止角，導(dǎo)通的正弦曲線的后一部分稱為導(dǎo)通角，依靠調(diào)節(jié)導(dǎo) 通角的大小，可達(dá)到天界輸出電壓和穩(wěn)定輸出電壓的目的。 整個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓電源或電路的一部分是由集成電路組成的。 （ 1） 高頻化 理論分析和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明 , 電氣產(chǎn)品的變壓器、電感和電容的體積重量與供電頻率的平方根成反比。實(shí)際上 , 由于頻率的不斷提高 , 致使引線寄生電感、寄生電容的影響愈加嚴(yán)重 , 對(duì)器件造成更大的電應(yīng)力 ( 表現(xiàn)為過電壓、過電流毛刺 ) 。 其次這些電源不能 ( 或少 ) 對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生污染 ,國際電工委員會(huì) ( I E C )對(duì)此制定了一系列標(biāo)準(zhǔn) , 如 IEC55 IEC91 IECl000 等。 開關(guān)電源的技術(shù)指標(biāo)與基本 設(shè)計(jì)要求 直流穩(wěn)壓電源的技術(shù)指標(biāo)可以分為兩大類：一類是特性指標(biāo)，反映直流穩(wěn)壓電源的固有特性，如輸入 電壓、輸出電壓、輸出電流、輸出電壓調(diào)節(jié)范圍；另一類是質(zhì)量指標(biāo)，反映直流穩(wěn)壓電源的優(yōu)劣，包括 穩(wěn)定度、等效內(nèi)阻（輸出電阻 ）、紋波電壓及溫度系數(shù)等。 ii． 電流調(diào)整率 SI 電流調(diào)整率是反映直流穩(wěn)壓電源負(fù)載能力的一項(xiàng)主要自指標(biāo)，又稱為電流穩(wěn)定系數(shù)。 圖 21輸入濾波電路 C1 用于濾除差模干擾，選用高 頻特性較好的薄膜電容。輸出脈沖關(guān)斷，實(shí)現(xiàn)對(duì)電流平均值的保護(hù)，屬于截流式保護(hù)。穩(wěn)壓管 VS 的擊穿，電壓稍大于輸出電壓額定值，輸出正常時(shí)， VS 不導(dǎo)通，晶閘管 V 的門極電壓為零，不導(dǎo)通。端 1 為 COMP 端；端 2 為反饋端；端 3 為電流測定端；端4 接 Rt、 Ct 確定鋸齒波頻率；端 5 接地；端 6 為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力；端 7 為集成塊工作電源電壓端，可以工作在 8～ 40V；端 8 為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓 5V，帶載能力 50mA。 圖 32UC3842 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) (1) 5v 的基準(zhǔn)電源 :內(nèi)部電源 ,經(jīng)衰減得到 作為誤差比較器的比較基準(zhǔn) . 共 45 頁 第 21 頁 該電源還可以提供外部 5v/50mA. （ 2） 振蕩器 :產(chǎn)生波振蕩 .RT 接在 4RET 8 腳之間 ,CT 接 4GND5 之間 . 頻率f=,最大為 500kHz. （ 3） 誤差放大器：由 VFB 端輸入的反饋電壓和 做比較，誤差電壓COMP 用于調(diào)節(jié)脈沖寬度。 UC3842 的使用特點(diǎn) UC3842 的使用方便簡單，其使用特點(diǎn)如下： (1) 采用單端圖騰柱式 PWM 脈沖輸出，輸出驅(qū)動(dòng)電流為 177。若驅(qū)動(dòng)雙極型三極管，應(yīng)加入開關(guān)管截止加速 RC 電路，同時(shí)將內(nèi)部振蕩器的頻率限制在 40 kHz 以下。 (7) 內(nèi)部振蕩器的頻 率由 ④ 腳外接電阻與 ⑧ 腳外接電容設(shè)定。輸出經(jīng)整流、濾波送負(fù)載。其基本技術(shù) 參數(shù)如下：輸入電壓 8～ 16V，輸出電壓 5V，最大負(fù)載電流 10A，輸出端脈沖紋波峰值 80mV，輸入電壓、負(fù)載電流以及環(huán)境溫度在額定范圍內(nèi)變化時(shí)輸出電壓變動(dòng)小于 2 %，環(huán)境溫度 10～ +70℃ ，變換器頻率 120KHz，在允許的輸入電壓范圍內(nèi)，負(fù)載電流最大時(shí)開關(guān)電源的平均效率 95％。外電路接入 R2 作為負(fù)反饋電阻，以穩(wěn)定增益。電容器 C11 為高次諧波旁 路電容，以避免脈沖尖峰使保護(hù)電路誤動(dòng)作。開關(guān)管 VT2為 P 溝道 FET管 IRF4905，其漏源極導(dǎo)通電阻為 20M?，關(guān)斷時(shí)間 80ns。當(dāng)驅(qū)動(dòng)脈沖達(dá)到截止點(diǎn)時(shí)， Cl2充電電壓最大。 3 . 升壓型開關(guān)電源 由 UC3842 組成的它激式升壓開關(guān)電源電路見圖 35。為了提高升壓電路的可靠性， UC3842 采用多路取樣的控制方式形成保護(hù)電路。 為了使振蕩頻率穩(wěn)定， C12 的充電電壓取自 UC3842⑧ 腳內(nèi)部的 5 V 基準(zhǔn)電壓。過流保護(hù)可以使用電流取樣電阻串接在負(fù)載上。線徑的選擇主要由本系統(tǒng)的開關(guān)頻率確定。當(dāng) ⑥ 腳輸出的高電平脈 沖結(jié)束時(shí)，場效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電 共 45 頁 第 30 頁 流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動(dòng)勢，此時(shí)副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量。 開關(guān)管的選擇 作為開關(guān)器件使用的晶體管 , 除了要具有放大特性以外 , 更重要的是應(yīng)具有開關(guān)快速和輸出功率大等優(yōu)點(diǎn)。本電路中 R1 上感應(yīng)出的峰值電流形成逐個(gè)脈沖限流電路，當(dāng)腳 ③ 達(dá)到 1V 時(shí)就會(huì)出現(xiàn)限流現(xiàn)象，所以，整個(gè)電路中的電感磁性元 件和功率開關(guān)管不必設(shè)計(jì)較大的余量，就能保證穩(wěn)壓電路工作可靠，降低成本。 共 45 頁