反激式開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計-資料下載頁
2025-06-24 07:38本頁面
【正文】 間的是光隔的二極管和TL431. 采用 TL43 1 配合光耦 PC817A 作為參考、隔離、取樣,電路中將UC3843內(nèi)部的誤差放大器反向輸入端 2腳直接接地 ,PC817A的三極管集電極直接接在誤差放大器的輸出端 1 腳,跳過芯片內(nèi)部的誤差放大器 ,直接用1腳做反饋 ,然后與電流檢測輸入的第 3腳進(jìn)行比較,通過鎖存脈寬調(diào)制器輸出PWM 驅(qū)動信號。當(dāng)輸出電壓升高時,經(jīng)電阻Rup,Rlow分壓后輸入到 TL43 1的參考端的電壓也升高,此時流過光耦中發(fā)光二極管的電流增大 ,PC817A三極管集射級電壓 Ucc減小,UC3843的6腳輸出驅(qū)動信號的占空比變小,于是輸出電壓下降,達(dá)到穩(wěn)壓的目的。反之亦然 ,使輸出保持恒定,不受電網(wǎng)電壓或負(fù)載變化的影響。在圖9中直接從1腳反饋的好處是能使電源的動態(tài)響應(yīng)更快 ,而且還簡化了 1 腳和 2腳之間RC網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計。因為誤差放大器用作信號傳輸時都需要傳輸時間,并不是輸出與輸入同時建立。由于 TL43 1內(nèi)部有一個高增益的誤差放大器 ,如果把反饋信號接到 2腳的電壓反饋端 ,則反饋信號要通過兩個高增益誤差放大器 ,傳輸時間增長。而且直接采用 1 腳做反饋 ,還能起到過載保護(hù)的功能,當(dāng)電源過載或輸出短路時,流過光耦中的二極管的電流會迅速增大 ,1 腳的電壓很快就被拉低。1腳的電壓低于 1 V時,UC3843就會關(guān)閉6 腳輸出,從而保護(hù)了電源圖所示電路中,Rlow 的取值要考慮 TL431參考輸入端的電流 ,查技術(shù)手冊此電流為1. 5uA，免此端電流影響分壓比和避免噪聲的影響,通常取流過電阻Rlow的電流為參考輸入端電流的 100倍以上，所以Rlow根據(jù) TL43 1 的特性,Rup、Rlow、Uout、Uref關(guān)系: Uout=(1+Rup/Rlow)* UrefRup =( Uout Uref ) Rlow/Uref式中,Uref為TL431 參考輸入端電壓,Uref=。此處取Rlow=，因此Rup =( Uout Uref ) Rlow/Uref=（）*TL431的工作電流Ika范圍在1mA到100mA之間,當(dāng)Rs的電流接近于零時,也必須保證 Ika至少為1mA ,所以RbiasUf/1mA=式中, Uf為 PC817A發(fā)光二極管的正向壓降, Uf= 。此處取Rbias=910ΩUo 6V ,三極管集射電流 IC受發(fā)光二極管正向電流 If控制 ,通過 PC817A的 UCC與IC關(guān)系曲線可以確定 PC817A二極管正向電流 If。當(dāng)PC817A二極管正向電流If在7mA 左右時,三極管的集射電流 IC在7mA 左右變化,而且集射電壓Uce在很寬的范圍內(nèi)線性變化,符合 UC3843的控制要求。 PC817A的電流傳輸比CTR = ～ ,當(dāng) Ic=7mA時,考慮最壞的情況 ,取 CTR =,此時要求流過發(fā)光二極管最大電流If=CTR=7mA/=，所以：Rs UoutUka–Uf/同時發(fā)光二極管能承受的最大電流為50mA ,TL431為100mA ,故取流過Rs的最大電流 為 50mA , RsUout Uka – Uf/50mA，Uka為TL431正常工作時的最低工作電壓 ,Uka = 。Rs的取值要同時滿足這兩個條件,即： Uout Uka – Uf/50mARs Uout Uka – Uf/代入數(shù)據(jù)得： （）/50mARs()/可得： 166ΩRs948Ω此處取910Ω。6輸出電路輸出電路通過半波整流，然后利用LC濾波輸出直流12V的穩(wěn)定電壓。由于開關(guān)頻率較高，此處的整流橋采用超快速恢復(fù)二極管。由于輸出電流為2A，于是選擇IN5822作為整流管，它的正向電壓可達(dá)1000V，輸出平均電流為3A，足以承受所需的極端情況。 LC濾波已知電流紋波率r=，因此有：L=Voff*（1D）/（Il*f*r）電感電流Il=Io/（1D）Voff=Vo+Vd代入公式得：L=（12+）*（）/（2*30000*（））所以得出：L=輸出電容根據(jù)紋波電流的大小選擇【4】。它的基本原則是使其額定紋波率等于或大于計算的最惡劣電容電流有效值。選定電容的額定電壓至少比實(shí)際應(yīng)用場合中電壓大20%~50%。電容最惡劣電流有效值Irms=Io*√（Dmax+rdmax2/12）/（1/Dmax）代入數(shù)據(jù)得：Irms=2*√（+）/（）=經(jīng)查表得，因此并聯(lián)2個470uF/63V的電容，可得出Ic=*2=3A，符合容量和耐電流耐壓要求。變換器的輸出電壓紋波也需要考慮。由輸出電容產(chǎn)生的電壓紋波峰峰值等于電容ESR乘以最惡劣情況下輸出電流的峰峰值。查表得，63V470u的電解電容ESR=235mΩ，兩個并聯(lián)后，Rc=ESR235/2= mΩ電容峰峰值電流Ic=Io*（1+rdmax/2）/(1Dmax)代入公式得： Ic=2*（1+）/（）= 輸出電容的紋波電壓Uc=Ic*Rc=*=7損耗與效率輸出功率P=12V*2A=24W分壓電阻損耗功率Pz=Iin12*R總=*17K=副繞組的輸出電流Io2最大為40mA二極管總損耗P2=Vd1*Io1+Vd2*Io2=*2+*=磁心損耗Pcore=*1018**此處的B是ΔB/2ΔB=200*Et/Et100ΔB=200**103/=即：Pcore=*1018*（）*=輸入電容損耗Pc1= Ilr2*Rc1=*=輸出電容損耗Pc2= Irms2 *Rc=*=線圈損耗，發(fā)熱等雜散損耗約為4W。輸入功率=輸出功率+損耗功率=24++++++4= 效率P總=輸出功率/輸入功率=24/=%。8 結(jié)論本文分析了多種開關(guān)變換器典型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并分析了集成電路UC3843電流控制模式控制器，闡述了一種大電壓落差DC/DC變換開關(guān)電源系統(tǒng)，此系統(tǒng)為一種基于電流型脈寬調(diào)制控制技術(shù)的反激式隔離開關(guān)電源。通過理論分析和實(shí)驗得出結(jié)論：（1）本設(shè)計用芯片UC3843作為DC/DC控制芯片，其控制電路工作頻率很寬，并能實(shí)現(xiàn)電路的自動穩(wěn)壓調(diào)節(jié)；（2）其主電路采用變換器反激式電路，磁芯利用得十分充分，具有較高的系統(tǒng)效率。（3）其整流電路采用二極管采用肖特基整流二極管，正向壓降低，反向恢復(fù)時間可以忽略不計的，溫升小。（4）對于大電壓落差的DC/DC開關(guān)電源，此種設(shè)計方法具有高穩(wěn)定性、高效率、高可靠性、低干擾等特點(diǎn)。參考文獻(xiàn)[1]，人民郵電出版社 2008年:89~104，244~283[2] 陳小敏 黃聲華 基于UC3843的反激式開關(guān)電源反饋電路的設(shè)計 2006年9月25日第23 卷第 5 期：文章編號:10093664 (2006) 05003802[3]森 榮二 LC濾波器設(shè)計與制作 科學(xué)出版社 2006年：13~19[4]長谷川 彰 開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計與應(yīng)用 2006年：75~77
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