【文章內(nèi)容簡介】 大小差不多；這將造成工作不穩(wěn)定，如溫度或濕度變化時(shí)其分布參數(shù)也跟著變化，嚴(yán)重影響振蕩的穩(wěn)定性。R一般不要大于1M歐，C一般不要小于22PF。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．OMHz的增益為1帶寬。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。，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。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。最小誤差放大器反饋電阻受限于放大器的拉電流(O．5mA)(VoH)： (31)UC3842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)誤差放大器輸出補(bǔ)償(管腳1)建立的門限電平時(shí)中止。這樣在逐周基礎(chǔ)上誤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： (32)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1．0V。因此最大峰值開關(guān)電流為： (33)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，如圖35所示。圖35 電流波形尖脈沖抑制欠壓鎖定采用了兩個(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，／。／。大滯后和小啟動電流使得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。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。最小工作電壓：UCX842A為11V。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，它能提供高達(dá)177。、下降時(shí)間，還附加了一個(gè)內(nèi)部電路，使得任何時(shí)候只要欠壓鎖定有效，輸出就進(jìn)入灌模式，這個(gè)特性使外部下拉電阻不在需要。 TL431簡介德州儀器公司（TI）生產(chǎn)的TL431是一是一個(gè)有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)源。它的輸出電壓用兩個(gè)電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（）到36V范圍內(nèi)的任何值。，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，開關(guān)電源等等。該器件符號如圖36所示。3個(gè)引腳分別為：陰極（CATHODE）、陽極（ANODE）和參考端（REF）。圖36 TL431符號TL431的具體功能可以用圖37的功能模塊示意?？梢钥吹剑釉谶\(yùn)放的反相輸入端。由運(yùn)放的特性可知，三極管中才會有一個(gè)穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著同相端輸入端電壓的微小變化，通過三極管的電流將從1到100mA變化。當(dāng)然該圖絕不是TL431的實(shí)際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，所以不能簡單地用這種組合來代替它。圖37 TL431功能模塊示意圖 PC817光耦簡介PC817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?！‘?dāng)輸入端加電信號時(shí)，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。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號（開關(guān)信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件，能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號，這樣隨著輸入信號的強(qiáng)弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同。PC817光電耦合器不但可以起到反饋?zhàn)饔眠€可以起到隔離作用。三極管Vce隨輸入二極管電流If的變化曲線（Ic為參量）如圖38所示。圖38 三極管Vce隨輸入二極管電流If的變化曲線（Ic為參量） 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U(xiǎn)C3842的輸出電壓直接分壓電路如圖39所示。圖39 輸出電壓直接分壓該電路的工作原理是：直流電壓加在R5上，降壓后加在UC3842的引腳7上，為芯片提供大于16 V的啟動電壓，當(dāng)芯片啟動后由反饋繞組提供維持芯片正常工作需要的電壓。當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，單端反激變壓器Bl的反饋繞組上產(chǎn)生的反饋電壓也升高，該電壓經(jīng)R1R1W1組成大分壓網(wǎng)絡(luò)，分壓后送入U(xiǎn)C3842的引腳2，與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使UC3842引腳6的驅(qū)動脈沖占空比減小，從而使輸出電壓降低，達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。設(shè)計(jì)內(nèi)回路反饋時(shí)，需要在開關(guān)管上串聯(lián)一個(gè)以地為參考的取樣電阻R14，R16，R18將初級線圈的電流轉(zhuǎn)換為電壓信號，此電壓由電流檢測比較器監(jiān)視并與來自誤差放大器的輸出電平比較。這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，缺點(diǎn)是輸入電壓和輸出電壓必須共地，不能做到電氣隔離。勢必引起電源布線的困難，而且電源工作在高頻開關(guān)狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設(shè)計(jì)的困難，所以這種方法很少使用[4]。 輔助電源輸出電壓分壓作為誤差放大器的輸入圖310 輔助電源輸出電壓分壓如圖310所示，當(dāng)輸出電壓升高時(shí)，單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應(yīng)電壓也升高，該電壓經(jīng)過D82，D20，DW1，整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡(luò)后得到一直流電壓，給UC3842供電。同時(shí)該電壓經(jīng)R16及R17分壓后作為采樣電壓，送入U(xiǎn)C3842的腳2，在與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)誤差放大器放大，使腳6輸出脈沖的占空比變小，輸出電壓下降，達(dá)到穩(wěn)壓的目的。同樣，當(dāng)輸出電壓降低時(shí)，使腳6輸出脈沖的占空比變大，輸出電壓上升，最終使輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定的值。 這種電路的優(yōu)點(diǎn)是采樣電路簡單，副邊繞組、原邊繞組和輔助繞組之間沒有任何的電氣通路，容易布線。缺點(diǎn)是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)電源的負(fù)載變化較大時(shí)，基本上不能實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負(fù)載的情況。 采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓為克服上述問題，可以對上述反饋電路進(jìn)行改進(jìn)，采用光耦和電壓基準(zhǔn)進(jìn)行反饋控制，可以極大地提高開關(guān)電源的穩(wěn)定性和精度。采用這種方法進(jìn)行反饋控制時(shí)需要從副邊繞組輸出端進(jìn)行取樣，電路如圖311所示。圖311 采用光耦和電壓基準(zhǔn)反饋控制電路電壓采樣及反饋電路由光耦PC81TL431和阻容網(wǎng)絡(luò)組成，圖中R5和C5用于TL431的頻率補(bǔ)償，不能缺少。通過調(diào)節(jié)由R24，R31，R32組成的分壓網(wǎng)絡(luò)后得到采樣電壓， V基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)輸出電壓正常時(shí)， V電壓基準(zhǔn)相等，則TL431的K極電位保持不變，從而流過光耦二極管的電流不變，進(jìn)而流過光耦CE的電流也不變，UC3842引腳2的反饋電位Uf保持不變，則引腳6輸出驅(qū)動的占空比不變，輸出電壓穩(wěn)定在設(shè)定值不變。當(dāng)輸出5V電壓因?yàn)槟撤N原因升高時(shí)，分壓網(wǎng)絡(luò)上得到的輸出電壓采樣值會隨之升高，從而TL431的K極電位下降，流過光耦二極管的電流增大，進(jìn)而流過CE的電流增大，從而UC3842的引腳2的電位升高。由UC3842內(nèi)部示意圖可知：誤差放大器的輸出電壓Ue減小，亦即電流檢測比較器鉗位電壓減小，UC3842引腳6輸出驅(qū)動的占空比減小，從而使輸出電壓減小，這樣就完成了反饋穩(wěn)壓的過程。初級線圈充磁峰值電流取樣的內(nèi)回路反饋也是開關(guān)電源設(shè)計(jì)起決定作用的環(huán)節(jié)，如果內(nèi)回路反饋設(shè)計(jì)不符合電路要求，開關(guān)電源就無法正常工作。另外還有一種連接，UC3842的電壓反饋輸入端腳2接地，所以，誤差放大器的輸入誤差總是固定的，可將線性光耦中的光電三極管視為一可變電阻，改變的是誤差放大器的增益。該電路通過調(diào)節(jié)誤差放大器的增益而不是調(diào)節(jié)誤差放大器的輸入誤差來改變誤差放大器的輸出，從而改變開關(guān)信號的占空比。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)不僅外接元器件較少，而且在電壓采樣電路中采用了三端可調(diào)穩(wěn)壓管，使得輸出電壓在負(fù)載發(fā)生較大的變化時(shí)，輸出電壓基本上沒有變化。實(shí)驗(yàn)證明與上述三種反饋電路相比，該電路具有很好的穩(wěn)壓效果。4 總體設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)共分為兩部分：主電源部分、控制電路部分。其中主電源采用單端反激式開關(guān)電源技術(shù)。控制電路部分包括低電流調(diào)節(jié)控制電路部分、恒流電路部分、充電指示電路部分?？傠娐房驁D如圖41所示。本設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于主電源設(shè)計(jì)部分。包括輸入電路，濾波電路，脈沖變壓器制作，開關(guān)管選擇，UC3842外圍電路設(shè)計(jì)、反饋穩(wěn)壓電路。本電路最大功率發(fā)生在恒流充電階段二結(jié)束恒壓充電開始時(shí)。最大輸出功率為86W。設(shè)計(jì)主電源時(shí)就是要找到最苛刻的條件，即輸入最低，輸出功率最大的條件下來設(shè)計(jì)脈沖變壓器的。輸入電路要抑制浪涌電流和尖峰電壓。為減小電源尖峰干擾需要在電源進(jìn)線端和電源輸出線端分別加入濾波電路。脈沖電壓器設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，設(shè)計(jì)的合理與否直接影響電路效率和帶載能力。UC3842外圍電路包括振蕩電路，誤差放大器輸入和補(bǔ)償電路，電源啟動電路，驅(qū)動開關(guān)管電路，軟啟動電路。反饋穩(wěn)壓電路采用上面介紹的線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓?？刂齐娐凡糠职ǖ碗娏髡{(diào)節(jié)控制電路部分、恒流電路部分、充電指示電路部分。充電指示電路部分就是要指示電路狀態(tài)，便于用戶知道充電情況。主電源電路低電流調(diào)節(jié)電路恒流電路指示燈電路圖41 電路框圖主電源控制電路市面上一些鋰電池充電器充電過程分為預(yù)充電,恒流充電,恒壓充電,溫度監(jiān)控。當(dāng)鋰電池兩端電壓的升高逐漸接近開關(guān)電源的輸出電壓，恒流電路被破壞，電壓反饋穩(wěn)壓階段開始。當(dāng)充電電流在155mA以上就意味著在充電，指示燈為紅色。反之即認(rèn)為充電完畢，指示燈變?yōu)榫G色。最后本充電器電路的截止充電電壓是21V。5 主電源部分設(shè)計(jì)主電源電路圖如圖51所示。其中包括輸入電路，濾波電路，脈沖變壓器制作，開關(guān)管選擇，UC3842外圍電路設(shè)計(jì)、反饋穩(wěn)壓電路。本電路最大功率發(fā)生在恒流充電階段二結(jié)束恒壓充電開始時(shí)。最大輸出功率為86W。設(shè)計(jì)主電源時(shí)就是要找到最苛刻的條件，即輸入最低，輸出功率最大的條件下來設(shè)計(jì)脈沖變壓器的。輸入電路要抑制浪涌電流和尖峰電壓。為減小電源尖峰干擾需要在電源進(jìn)線端和電源輸出線端分別加入濾波電路。脈沖電壓器設(shè)計(jì)的重要性不言而喻，設(shè)計(jì)的合理與否直接影響電路效率和帶載能力。UC3842外圍電路包括振蕩電路，誤差放大器輸入和補(bǔ)償電路，電源啟動電路，驅(qū)動開關(guān)管電路，軟啟動電路。反饋穩(wěn)壓電路上面介紹的采用線性光耦改變誤差放大器的輸入誤差電壓。圖51 主電源電路 輸入電路 輸入浪涌電流保護(hù)隔離式開關(guān)電源在加電時(shí)，會產(chǎn)生極高的浪涌電流，需在電源的輸入端采取一些限流措施，才能有效地將浪涌電流減小到允許的范圍之內(nèi)。浪涌電流主要是由濾波電容充電引起的，在開關(guān)管開始導(dǎo)通的瞬間，電容對交流呈現(xiàn)出很低的阻抗，一般情況下，只是電容的ESR值。如果不采取任何保護(hù)措施，浪涌電流可接近幾百安培。通常廣泛采用的措施有兩種，一種方法是利用電阻一雙向可控硅并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)；另一種方法是采用負(fù)溫度系數(shù)(NTc)的熱敏電阻。用以增加對交流線路的阻抗，把浪捅電流減小到安全值。電阻—雙向可控硅技術(shù)：采用此項(xiàng)浪涌電流限制技術(shù)時(shí)，將電阻與交流輸入線相串聯(lián)。當(dāng)輸入濾波電容充滿電后．由于雙向可控硅和電阻是并聯(lián)的，可以把電阻短路，對其進(jìn)行分流。這