【正文】 上世紀(jì)的 50年代開(kāi)始，美國(guó)宇航局把小型的重量輕的電源搭載到火箭電 基于 UC3842的多路輸出電壓型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) 2 源以來(lái)，在 50多年發(fā)展的過(guò)程中，由傳統(tǒng)的技術(shù)制造的相控穩(wěn)壓電源逐步被 新型 的開(kāi)關(guān)電源取代，并在電子整機(jī)設(shè)備中廣泛的被應(yīng)用。國(guó)內(nèi)一些通信公司如中興通訊等均以相繼推出系列產(chǎn)品。在單純?nèi)プ非箅娫锤哳l化的同 時(shí)，電源的噪聲也將隨之而增大。并簡(jiǎn)單給出了本論文的主要工作及內(nèi)容安排。輔助電路有輸入過(guò)欠壓保 護(hù)電路、輸出過(guò)欠壓保護(hù)電路、輸出過(guò)流保護(hù)電路、輸出短路保護(hù)電路等。在這種情況下， 初次級(jí)繞組的電壓并不相關(guān)，次級(jí)繞組電壓只與負(fù)載有關(guān)系。 EMI濾波電路設(shè)計(jì) EMI濾波電路 如圖 EMI濾波器的基本電路，該濾波電路共有五個(gè)端口，包括輸 入端口（ 2個(gè)）、輸出端口（ 2個(gè)）和接地端口（ 1個(gè)），在應(yīng)用此濾波電路時(shí)外殼 應(yīng)當(dāng)與大地接通。 同時(shí)，額定電流還與環(huán)境溫度 TA有關(guān)。一個(gè) 最常用的合理假設(shè)是開(kāi)關(guān)電源在開(kāi)關(guān)頻率處要有大約 24dB的衰減 [21]。設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)電源的功率為 65W，交流輸入的電壓范圍為 180～ 250V，按要求 η=85 ％。15% ） ≧ 240 1 ≧ Po值 選擇合適的輸入濾波電容器的容量非常關(guān)鍵。 式（ 323） K為繞組系數(shù)，設(shè) K= wA為繞組骨架窗口面積（ 2mm） eA為 磁芯有效截面積（ 2mm） wl為每匝繞線平均長(zhǎng)度 表 APFC變換器磁芯型號(hào)表 根據(jù)表 ，可選用 EE05，則繞線窗口面積 ，磁芯有小姐面積 e ，繞組平均長(zhǎng)度 ，則 513 15 22 39。在開(kāi)關(guān)電源中的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)有很多。 結(jié)果會(huì)使變壓器的體積偏大， 變壓器的溫升比較低。典型 的半橋式變壓電路最明顯的是有三只高頻變壓器：驅(qū)動(dòng)變壓器、輔助變壓器和主 變壓器，每一種變壓器都有各自不同衡量的標(biāo)準(zhǔn)，以主變壓器為例，功率高于 200W 的電源，它的磁芯直徑必須大于 35mm。KKg＞，所以 EE8磁芯可以選用。下面是介紹電 容器值計(jì)算的準(zhǔn)確方法。在選擇時(shí)候還應(yīng)留出一定的余量。假設(shè)所需要濾波器的衰減量是 y，可以通過(guò)下式來(lái)計(jì)算濾 波器轉(zhuǎn)折的頻率： sw c f f LgdBy40)( 式（ 310） 式中： cf— 希望得到的濾波器轉(zhuǎn)折頻率 。 EMI電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 圖 EMI濾波電路設(shè)計(jì) 如圖 ， EMI濾波器由 L L LF CX CY CY R1A、 R1B、 R2A、 R2B組成。 共模扼流圈不能作用于差模信號(hào)，但它對(duì)于共模干擾，卻有很好的抑制作用。當(dāng)次級(jí)有幾個(gè)繞組同時(shí)導(dǎo)通時(shí)， 則所有次級(jí)繞組的安匝數(shù)之和與初級(jí)繞組的安匝數(shù)守恒 [8]。 DC/DC轉(zhuǎn)換器是開(kāi)關(guān)電源中最重要的組成部分，有以 下幾種基本類型： buck 型、 boost型、 buckboost型、正激式、反激式、推挽式、半橋式和全橋式轉(zhuǎn)換器。給出了設(shè)計(jì)指標(biāo)，選擇了電源設(shè)計(jì)的住拓?fù)湫问剑? 從宏觀的角度分析設(shè)計(jì)了系 統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)。所以，開(kāi)關(guān)電源另一個(gè)發(fā)展的方向就是盡 可能的使電源的噪聲降低。而高速開(kāi)關(guān)器件的使用， 可以提高開(kāi)關(guān)電源的開(kāi)關(guān)頻率。近 20年來(lái)，集成開(kāi)關(guān)電 源發(fā)展的過(guò)程中主要有兩個(gè)方向，第一個(gè)發(fā)展的方向是實(shí)現(xiàn)控制電路的集成化。但是線性穩(wěn)壓電源的體 積比較大，效率也比較低，可靠性也差，操作使用也不方便，并且沒(méi)有很好的自 我保護(hù)能力。 本文設(shè)計(jì)了一種基于 UC3842的多路輸出電壓型開(kāi)關(guān)電源，完成了開(kāi)關(guān)電源的 系統(tǒng)設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)了相關(guān)功能模塊電路的詳細(xì)設(shè)計(jì)，并詳細(xì)分 析了各個(gè)模塊的工作 原理與功能，包括 EMI濾波、整流電路、功率因數(shù)校正、箝位電路、芯片外圍電 路、高頻變壓器、緩沖回路、反饋回路、輸出濾波電路、保護(hù)電路等；變壓器一 次側(cè)加入有源功率因數(shù)校正電路，使網(wǎng)側(cè)電流能夠很好的跟蹤輸入電壓，功率因 數(shù)有較大提高；合理選擇器件，系統(tǒng)地計(jì)算了電路和器件參數(shù)，給出了電路設(shè)計(jì) 圖；采用 saber軟件進(jìn)行了仿真，得到電路的工作性能參數(shù)。本人保證畢業(yè)離 校后，發(fā)表論文或使用論文工作成果時(shí)署名單位仍然為西安電子科技大學(xué)。 12V), the efficiency is over 85%. The indicators have reached the designated requirements, work stably, perform well, meet the designated requirements. Key words: Switching power supply UC3842 APFC Flyback converter Saber simulation 目錄 目錄 第一章 緒論 ..................................................................................................................... 1 課題研究的背景及意義 ............................................................................ 1 國(guó)內(nèi)外開(kāi)關(guān)電源研究現(xiàn)狀 ........................................................................ 1 本文主要工作和內(nèi)容安排 ........................................................................ 3 第二章 電源系統(tǒng)設(shè)計(jì) ..................................................................................................... 5 開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)指標(biāo) .................................................................................... 5 電源結(jié)構(gòu)及工作原理 ................................................................................ 5 開(kāi)關(guān)電源的組成 ............................................................................. 5 開(kāi)關(guān)電源的工作原理 ..................................................................... 6 反激式開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浞治? ............................................................. 6 開(kāi)關(guān)電源體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ............................................................................ 7 本章小結(jié) .................................................................................................... 8 第三章 開(kāi)關(guān)電源模塊設(shè)計(jì) ............................................................................................. 9 EMI濾波電路設(shè)計(jì) .................................................................................... 9 EMI濾波電路 ................................................................................. 9 EMI電路設(shè)計(jì)與參數(shù)計(jì)算 ........................................................... 10 整流濾波電路 .......................................................................................... 13 全橋整流電路 ............................................................................... 13 整流橋器件選擇 ........................................................................... 13 輸入濾波電容參數(shù)估算 ............................................................... 14 功率因 數(shù)校正 .......................................................................................... 15 升壓變換器電路的設(shè)計(jì) ............................................................... 16 乘法器分壓電阻及電流比較器電阻計(jì)算 ................................... 18 誤差 放大器偏置電阻 ................................................................... 19 啟動(dòng)電路元件的計(jì)算與選用 ....................................................... 19 濾波電容的計(jì)算 ........................................................................... 19 高頻變壓器設(shè)計(jì) ...................................................................................... 20 計(jì)算最大與最小直流輸入電壓 ................................................... 21 確定占空比maxD .......................................................................... 21 計(jì)算輸入功率與輸出功率 ........................................................... 22 用 AP法選擇磁芯材料 ................................................................ 22 基于 UC3842的多路輸出電壓型開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì) 計(jì)算初級(jí)電流峰值和有效值 ....................................................... 23 計(jì)算初級(jí)電感量 ........................................................................... 24 計(jì)算初級(jí)和次級(jí)繞組圈數(shù) ........................................................... 24 核算臨界電感量 ........................................................................... 25 計(jì)算初級(jí)和次級(jí)線徑 ................................................................... 25 核算變壓器磁芯氣隙 ................................................................. 26 功率開(kāi)關(guān)管的選擇 .................................................................................. 27 MOFET的主要參數(shù) ..............................................................