【文章內(nèi)容簡介】 流所等效的阻值都和所選的電阻大小差不多；這將造成工作不穩(wěn)定，如溫度或濕度變化時其分布參數(shù)也跟著變化，嚴重影響振蕩的穩(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有可訪問反相輸入和輸出的全補償誤差放大器。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)用于外部回路補償。輸出電壓因兩個二極管壓降而失調(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(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載被取消時，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，輸出開關導通山振蕩器起始，當峰值電感電流到達誤差放大器輸出補償(管腳1)建立的門限電平時中止。這樣在逐周基礎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)，僅有一個單脈沖出現(xiàn)在輸出端。電感電流通過插入一個與輸出開關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)當電源輸出過載或者如果輸出電壓取樣丟失時，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。因此最大峰值開關電流為： (33)通常正電流波形的前沿可以觀察到一個窄尖脈沖，當輸出負載較輕時，它可能會引起電源不穩(wěn)定。這個尖脈沖的產(chǎn)生是由于電源變壓器匝間電容和輸出整流管恢復時間造成的。在電流取樣輸入端增加一個RC濾波器，使它的時間常數(shù)接近尖脈沖的持續(xù)時間，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。每個都具有內(nèi)部的滯后，以防止在通過它們各自的門限時產(chǎn)生錯誤輸出動作。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)的離線變換器應用中。UCX843A準備應用于更低電壓直流到直流變換器中。一個36V的齊納二極管作為一個并聯(lián)穩(wěn)壓管，從Vcc連接至地。它的作用是保護集成電路免受系統(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單圖騰柱輸出級，是專門設計用來自接驅(qū)動功率MOSFET的，它能提供高達177。、下降時間，還附加了一個內(nèi)部電路，使得任何時候只要欠壓鎖定有效，輸出就進入灌模式，這個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是一是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準源。它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設置到從Vref（）到36V范圍內(nèi)的任何值。，在很多應用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運放電路、可調(diào)壓電源，開關電源等等。該器件符號如圖36所示。3個引腳分別為：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?，接在運放的反相輸入端。由運放的特性可知，三極管中才會有一個穩(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。當然該圖絕不是TL431的實際內(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通，產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實現(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弱變化會產(chǎn)生相應的光信號，從而使光敏晶體管的導通程度也不同，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作用還可以起到隔離作用。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UC3842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。當輸出電壓升高時，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，分壓后送入UC3842的引腳2，與基準電壓比較后，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，達到穩(wěn)定輸出電壓的目的。設計內(nèi)回路反饋時，需要在開關管上串聯(lián)一個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)點是采樣電路簡單，缺點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狀態(tài)，容易引起電磁干擾，必然帶來電路設計的困難，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，當輸出電壓升高時，單端反激式變壓器T的輔助繞組上產(chǎn)生的感應電壓也升高，該電壓經(jīng)過D82，D20，DW1，整流、濾波和穩(wěn)壓網(wǎng)絡后得到一直流電壓，給UC3842供電。同時該電壓經(jīng)R16及R17分壓后作為采樣電壓，送入UC3842的腳2，在與基準電壓比較后，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，達到穩(wěn)壓的目的。同樣，當輸出電壓降低時，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)定在設定的值。 這種電路的優(yōu)點是采樣電路簡單，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。缺點是并非從副邊繞組直接得到采樣電壓，穩(wěn)壓效果不好，實驗中發(fā)現(xiàn)，當電源的負載變化較大時，基本上不能實現(xiàn)穩(wěn)壓。該電路適用于針對某種固定負載的情況。 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行改進，采用光耦和電壓基準進行反饋控制，可以極大地提高開關電源的穩(wěn)定性和精度。采用這種方法進行反饋控制時需要從副邊繞組輸出端進行取樣，電路如圖311所示。圖311 采用光耦和電壓基準反饋控制電路電壓采樣及反饋電路由光耦PC81TL431和阻容網(wǎng)絡組成，圖中R5和C5用于TL431的頻率補償，不能缺少。通過調(diào)節(jié)由R24，R31，R32組成的分壓網(wǎng)絡后得到采樣電壓， V基準電壓進行比較，當輸出電壓正常時， V電壓基準相等，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)定在設定值不變。當輸出5V電壓因為某種原因升高時，分壓網(wǎng)絡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)回路反饋也是開關電源設計起決定作用的環(huán)節(jié)，如果內(nèi)回路反饋設計不符合電路要求，開關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，從而改變開關信號的占空比。這種拓撲結(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，使得輸出電壓在負載發(fā)生較大的變化時，輸出電壓基本上沒有變化。實驗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 總體設計本設計共分為兩部分：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電源技術(shù)?？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?？傠娐房驁D如圖41所示。本設計難點在于主電源設計部分。包括輸入電路，濾波電路，脈沖變壓器制作，開關管選擇，UC3842外圍電路設計、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。最大輸出功率為86W。設計主電源時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計脈沖變壓器的。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線端和電源輸出線端分別加入濾波電路。脈沖電壓器設計的重要性不言而喻，設計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償電路，電源啟動電路，驅(qū)動開關管電路，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。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。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充電,恒流充電,恒壓充電,溫度監(jiān)控。當鋰電池兩端電壓的升高逐漸接近開關電源的輸出電壓，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 主電源部分設計主電源電路圖如圖51所示。其中包括輸入電路，濾波電路，脈沖變壓器制作，開關管選擇，UC3842外圍電路設計、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。最大輸出功率為86W。設計主電源時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計脈沖變壓器的。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線端和電源輸出線端分別加入濾波電路。脈沖電壓器設計的重要性不言而喻，設計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償電路，電源啟動電路，驅(qū)動開關管電路，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 輸入浪涌電流保護隔離式開關電源在加電時，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，在開關管開始導通的瞬間，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；另一種方法是采用負溫度系數(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)：采用此項浪涌電流限制技術(shù)時，將電阻與交流輸入線相串聯(lián)。當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