【文章內(nèi)容簡介】 的直流電壓 260 L 4＝ 354V， 360V 再乘以 2． 2 除 800V，實(shí)際取 值 M mf 等于900V 即可。 第二個(gè)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是必須滿足晶體管在導(dǎo)遏時(shí)的集電極電流的需求。 公式中， il是變壓器初級繞組的峰值電流而 n 是變壓器初級與次級間的匝數(shù)比。 為了導(dǎo)出用變換器輸出功率和輸入電壓表達(dá)集電懾峰值工作電流的公式，變壓器繞組傳遞的能量尸 m可用下式表示： (3— 3) 公式中， v 是變換器的效率。 略去推導(dǎo)過程，由輸出功率和輸入電壓表達(dá)的晶體管工作電流的公式為： 假定變換器的 效率 V 是 ，最大工作占空比入 f＝ 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 14 . 單端反激式變換器電路中的變壓器繞組 由于在單端反激式變換器電路中，變壓器初級繞組只在 B— H 待佐曲線 [磁滯回線 )的一個(gè)方向上被驅(qū)動，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)注意不要使其飽和，更為詳盡的分析和設(shè)計(jì)將在第五章給出。在這里，我們只是強(qiáng)調(diào)一下，所選擇的磁芯一定要有足夠大的有效體積，通常應(yīng)用空氣隙來擴(kuò)大其有效體積 ， 傳輸變壓器有效體積 v 的計(jì)算公式如下： Ilamx 最大負(fù)載電流‘ L：變壓器次級繞組的電感量； U0：空氣的導(dǎo)磁率。其值為 15 Ue：所選磁芯的磁性 材料的相對導(dǎo)磁率 Bmax：磁芯的最大磁通密度。 相對導(dǎo)磁率從應(yīng)盡可能選得大一些，以避免由于喂制磁充尺寸和線徑，以及銅損和鐵損引起磁芯溫升過高。 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 15 第 4章 UC3842的原理及技術(shù)參數(shù) 原理 與特點(diǎn) UC3842 是開關(guān)電源用電流控制方式的脈寬調(diào)制集成電路。與電壓控制方式相比在負(fù)載響應(yīng)和線性調(diào)整度等方面有很多優(yōu)越之處。 該電路主要特點(diǎn)有： 1， 內(nèi)含欠電壓鎖定電路 2， 低起動電流（典型值為 ） 3， 穩(wěn)定的內(nèi)部基準(zhǔn)電壓源 4， 大電流推挽輸出（驅(qū)動電流達(dá) 1A） 5， 工作 頻率可到 500kHz 6， 自動負(fù)反饋補(bǔ)償電路 7， 雙脈沖抑制 8， 較強(qiáng)的負(fù)載響應(yīng)特性 UC3842 內(nèi)部工作原理簡介 圖 1 示出了 UC3842 內(nèi)部框圖和引腳圖， UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有 8 個(gè)引腳，各腳功能如下： ① 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； ② 腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的 基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度； ③ 腳為電流檢測輸入端， 當(dāng)檢測電壓超過 1V時(shí)縮小脈沖寬度使電源處于間歇工 作狀態(tài)； ④ 腳為定時(shí)端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時(shí)間常數(shù)決定， f=(RTC T)； ⑤ 腳為公共地端； 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 16 ⑥ 腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時(shí)間僅為 50ns 驅(qū)動能力為 177。1A ； ⑦ 腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為 15mW； ⑧ 腳為 5V 基準(zhǔn)電壓輸出端，有 50mA 的負(fù)載能力。 圖 1 UC3842 內(nèi)部原理框圖 工作描述 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 17 UC3842A， UC3843A系列是專門設(shè)汁用于出線和直流 — 直流變換器應(yīng)用的高性能、固定頻率、電流模式控制器，為設(shè)計(jì)者提供使用最少外部元件的高性能價(jià)格比的解決方案。代表性的方框圖如圖 17， 所以振蕩器頻率由定時(shí)元件 RT和 CT選擇值決定。電容 CT由 的參考電壓通過電阻 RT充電，充至約 ,再由一個(gè)內(nèi)部的電流宿放電至 。在 CT放電期間，振蕩器產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部消隱脈沖保持“或非”門的中間輸入為高電子，這導(dǎo)致輸出為低狀態(tài) ，從而產(chǎn)生丁一個(gè)數(shù)量可控的輸出靜區(qū)時(shí)間。圖 l顯示 R，與振蕩器頻率關(guān)系曲線，圖 2顯示輸出靜區(qū)時(shí)間與頻率關(guān)系曲線．它們都是在給定的 CT值時(shí)得到的。注意盡管許多的 Rt和 Ct值都可以產(chǎn)生相同的振蕩器頻率，但只有一種組合可以得到在給定頻率下的特定輸出靜區(qū)時(shí)間。振蕩器門限是溫度補(bǔ)償?shù)模烹婋娏髟?T=2 5℃叫被微調(diào)并確保在177。 1 0％之內(nèi)，這些內(nèi)部電路的優(yōu)點(diǎn)使振蕩器頻率及晨大輸出占空比的變化最小。結(jié)果顯示在圖 3和圖中。正很多噪聲敏感應(yīng)用中，可能希望將變換器頻率鎖定至外部系統(tǒng)時(shí)鐘上。這可通過將時(shí)鐘信號加到圖 2 0所示的電路 來完成。為了可靠的鎖定，振蕩器自振應(yīng)頻率設(shè)為比叫鐘頻率低 10％左右。圖 21所示為多單元同步的一種方法。通過修整時(shí)鐘波形，可以實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確輸出占空比箝位。 誤差放大器提供一個(gè)有可訪問反相輸入和輸出的全補(bǔ)償誤差放大器。此放大器從有90dB的典刮自流電流增益和只有 57度相位余量的 1帶寬 (圖 7)。同相輸入在內(nèi)部偏置于 2． 5V而不經(jīng)管腳引出。典刑情況下變換揣輸出電壓通過一個(gè)電阻分壓器分壓，并由反向輸入監(jiān)視。最大輸入偏置電流為 ，它將引起輸出電壓誤差，后者等于輸入偏置電流和等效輸入分壓器源電阻的 乘積。誤差放大器輸出 (管腳 1)用于外部回路補(bǔ)償 (圖 30)。輸出電壓因兩個(gè)二極管壓降而失調(diào) (≈ )并在連接至電流取樣比較器的反相輸入之前被三分，這將在管腳 l處于其最低狀態(tài)時(shí) (VOl)，保證在輸出 (管腳 6)不出現(xiàn)驅(qū)動脈沖。這發(fā)生開關(guān)電源設(shè)計(jì) 18 在電源正在工作并且負(fù)載被取消時(shí)，或者在軟啟動過程的開始 (圖 23， 24)。最小誤差放大器反饋電阻受限于放大器的拉電流 ()和到達(dá)比較器的 (VOH)： 電流取樣比較器和脈寬調(diào)制鎖存器 UC3842A， UC3843A作為電流模式控制器工作，輸出開關(guān) 導(dǎo)通山振蕩器起始，當(dāng)峰值電感電流到達(dá)誤差放大甜輸出／補(bǔ)償 (管腳 1)建立的門限電平時(shí)中止。這樣在逐周基礎(chǔ)上差信號控制峰值電感電流。所用的電流取樣比較器 — 脈寬調(diào)制鎖存配置確保在任何給定的振蕩器周期內(nèi)，僅有一個(gè)單脈沖出現(xiàn)在輸出端。電感電流通過插入一個(gè)與輸出開關(guān) Q1的源極串聯(lián)的以地為參考的取樣電阻 Rs轉(zhuǎn)換成電壓。此電壓由電流取洋輸入 (管腳 3)監(jiān)視并與來自誤差放大器的輸出電平相比較。在正常的工作條件下，峰值電感電流由管腳 1上的電壓控制，其中： 當(dāng)電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時(shí)，異常的工作條件將出現(xiàn)。在這些 條件下，電流取樣比較器門限將被內(nèi)部箝位至 。因此最大峰值開關(guān)電流為： 當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)大功串開關(guān)穩(wěn)壓揣時(shí)為了保持 Rs的功耗在 —— 個(gè)合理的水平上希望降低內(nèi)部嵌位電壓，調(diào)節(jié)此電壓的簡單方法如圖 22所示。使用丁兩個(gè)外部二極管來補(bǔ)償內(nèi)部二極管，以便在溫度范田內(nèi)有固定箝位電壓。如果 Ipk(max)箝位電壓降低過多將導(dǎo)致由于噪聲拾取而產(chǎn)生的不誤操作。通常正電流波形的前沿可以觀察到一個(gè)窄尖脈沖，當(dāng)輸出負(fù)載較輕時(shí)，它可能會引起電源不穩(wěn)定。這個(gè)尖脈沖的產(chǎn)生是由于電源變壓器匝間電容和輸出整流管恢復(fù)時(shí)間造成的。在電流取樣輸入 端增加一個(gè) RC濾波器，使它的時(shí)間常數(shù)接近尖脈沖的持續(xù)時(shí)間，通常將消除不穩(wěn)定性 (參見圖 2 6)。 欠壓鎖定采用丁兩個(gè)欠壓鎖定比較器來保證在輸出級被驅(qū)動之前，集成電路已完全可用。正電源端 (Vcc)和參考輸出 (Vref)各由分離的比較器監(jiān)視。每個(gè)都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時(shí)產(chǎn)生錯(cuò)誤輸出動作。 Vcc比較器上下門限分別為： UCX842A 16V／ 10V， ／ 。 Vref比較器高低門限為 ／ 。大滯后和小啟動電流使開關(guān)電源設(shè)計(jì) 19 得 UCX842A特別適合干需要有效的自舉啟動技術(shù)的 離線變換器應(yīng)用中 (圖 3 3)。 UCX843A準(zhǔn)備應(yīng)用于更低電壓直流到直流變換器中。一個(gè) 36V的齊納二極管作為一個(gè)并聯(lián)穩(wěn)壓管，從 Vcc連接至地。它的作用是保護(hù)集成電路免受系統(tǒng)啟動期間產(chǎn)生的過高電壓的破壞。最小工作電爪： UCX842A為 11V， UCX843A為 。輸出這些器件有一個(gè)單圖騰柱輸出級，是專門設(shè)計(jì)用來自接驅(qū)動功率 MOSFET的，在 ，它能提供高達(dá)177。 型值為 50ns的上升、下降時(shí)間，還附加丁一個(gè)內(nèi)部電路，使得任何時(shí)候只要欠壓鎖定有效。 技術(shù)參數(shù) 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 20 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 21 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 22 開關(guān)電源設(shè)計(jì) 23 第 5 章 UC3842 常用的電壓反饋電路的選用 概述 通常， PWM 型開關(guān)電源把輸出電壓的采樣作為 PWM 控制器的反饋電壓，該反饋電壓經(jīng) PWM 控制器內(nèi)部的誤差放大器后，調(diào)整開關(guān)信號的占空比以實(shí)現(xiàn)輸出電壓的穩(wěn)定。但不同的電壓反饋電路，其輸出電壓的穩(wěn)定精度是不同的。本文首先對電流型脈寬控制器UC3842（內(nèi)部電路圖如圖 1 所示）常用的三種穩(wěn)定輸出電壓電路作了介紹，分析其各自的優(yōu)缺點(diǎn) 。 UC3842 常用的電壓反饋電路 輸出電壓直接分壓作為誤差放大器的輸 入 如圖 2 所示，輸出電壓 Vo 經(jīng) R2 及 R4 分壓后作為采樣信號，輸入 UC3842 腳 2（誤差放大器的反向輸入端）。誤差放大器的正向輸入端接 UC3842 內(nèi)部的 的基準(zhǔn)電壓。當(dāng)采樣電壓小于 時(shí)，誤差放大器正向和反向輸出端之間的電壓差經(jīng)放大器放大后，調(diào)節(jié)輸出電壓，使得 UC3842 的輸出信號的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的電壓值。 R3 與 C1 并聯(lián)構(gòu)成電流型反饋。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電