【正文】 常工作。 TL431的電路圖形符號和基本接線如圖 36 所示。其價格低廉，可廣泛應(yīng)用于精密線性穩(wěn)壓電源和單片精密開關(guān)電源中。在反饋電路中用 TL431 與輸出采樣電壓進行比較，再通過光電耦合器 PC817 把電壓反饋到 UC3844 的電壓反饋端。 PC817 屬于線性光電耦合器，可以傳輸模擬信號。 普通光電耦只能傳輸開關(guān)信號，不能傳輸模擬信號。通常是把發(fā)光器（發(fā)光二極管 LED）和受光器（光敏晶體管）封裝在同一管殼內(nèi)如圖 34。 UC3844 的特點 UC3844 具有如下特點： (1)電壓調(diào)整率 (抗電壓波動能力 )非常好 (2)有很好的負載調(diào)整率 (3)頻響特性好，穩(wěn)定幅度大 (4)過流限制特性好 (5)具有過壓保護和欠壓鎖定功能。通常我們通過測量該腳是否有穩(wěn)定的 +5V 輸出來判斷該 IC是否正常工作。在第 7 腳設(shè)有一個 34V 的齊納管穩(wěn)壓管，用于保證其內(nèi)部電路絕對工作在 34V 以下，防止高壓可能帶來的損壞。一旦芯片開始工作，該芯片就能在 1016V 之間波動的電源供電條件下正常工作， 6V 的差值電壓可有效地防止電路在給定工作電壓附近振蕩。 6 腳為輸出端，采用圖騰柱式輸出，最大峰值電流為 1A，能直接驅(qū)動功率MOSFET 的柵極。 4 腳外接定時 RC 網(wǎng)絡(luò)，用以確定振蕩器的工作頻率，其頻率通過式)( kHzCRf tt? 確定。 2 腳為電壓反饋端，取樣電壓加在誤差放大器的反相輸入端，與 的基準電壓進行比較，產(chǎn)生誤差電壓。這兩個控制回路都是在固定頻率下工作的。 UC3844 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及管腳功能 圖 32 UC3844 的引腳圖 圖 33 UC3844 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 該芯片雖然只有 8 個管腳，但是卻有兩個閉環(huán)控制回路，一個為內(nèi)部誤差放大器所構(gòu)成的電壓閉環(huán)控制回路，它將輸出電壓反饋到第 2 管腳，同 基第三章 系統(tǒng)設(shè)計 13 準電壓比較，形成誤差電壓。 a． MOSFET： DmosfetP = b．整流部分： VDP5 = VDP12 = VDP24 = 開關(guān)電源電路圖 設(shè)計的完整開關(guān)電源電路圖如下： N T C RF UG N DA C 1A C 2V S R C 1 C 2C 5C 3 C 4L 1D 1D 2D 3D 4G N D+ V oG N D 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 11 + 5 VG N DG N DG N DG N DG N DG N D 5 V 5 V+ 1 2 V 1 2 V+ 2 4 V+ 5 V+ 1 2 V + 2 4 VC 6 C 7C 1 5 C 1 6C 1 7 C 1 8C 1 9 C 2 0C 2 1 C 2 2C 2 3 C 2 4C 2 5C 2 6R 1 R 2R 3R 8R 9R 1 0R 1 1 R 1 2 R 1 3D 6D 7D 8D 9D 1 0D 1 1D 1 2D 1 3T L 4 3 1P C 8 1 7T+ V oL 3L 4L 5L 6L 7L 8C 8C 9C 1 0C 1 1C 1 2R 4R 5R 6R 7D 1 4D 1 5U C 3 8 4 412345678+12VR 1 4C 2 7+ 5 VG N DC 1 3 C 1 4D 5L 2R 1 5R 1 6 圖 31 本設(shè)計開關(guān)電源電路圖 關(guān)鍵元器件的選擇與設(shè)計 控制器芯片 UC3844 UC3844 PWM 控制 IC 是高性能頻率固定的電流型 PWM 控制器，它為實際設(shè)計提供了一種電路簡單、外圍元件少、帶負載能力強而又經(jīng)濟的解決方案。 技術(shù)指標如下： 1．輸入： AC185~250V， 50/60Hz 2．輸出： ? 5V/（ 4 路）， ? 12V/1A， +24V/1A 3．開關(guān)頻率： 50kHz 4．效率：大于 80% 5．輸出文波：最大 100mV（峰峰值） 6．輸出精度： ? 5V， ? 12V：最大 ? 5% 24V：最大 ? 10% 7．最大占空比： 45% 黑箱設(shè)計 1．總輸出功率： outP =58W 2．估算輸入功率： inP = ?outP = 3．直流輸入電壓： inlV = 2185?AC = 262DC V inhV = 2250?AC = 354DC V 4．平均輸入電流： 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 10 a．最大平均輸入電流： maxinI = inlinVP = b．最小平均輸入電流： mininI = inhinVP = 5．估算峰值電流： pkI = inloutVP = 6．散熱：根據(jù) MOSFET 反激式變換器經(jīng)驗方法： 損耗的 35%是由 MOSFET 產(chǎn)生的，損耗的 60%是由整流部分產(chǎn)生的， 5%是由其他部分產(chǎn)生的。 [4]第三章 系統(tǒng)設(shè)計 9 第三章 系統(tǒng)設(shè)計 技術(shù)指標 本課題是針對現(xiàn)代電子設(shè)備對供電電源的需求，以 220V 市電為能源供應(yīng)，經(jīng)整流濾波、高頻變壓器、再經(jīng)過輸出整流濾波，得到電子設(shè)備所需的 ? 5V、? 12V、 +24V 等電壓。 開關(guān)管 S 截止期間，流過次級繞組 Ns 的電流 2i 線性減小，設(shè)電流減小的時間是 t? ，則流過 Ns 的電流增量為 tLUi o ??? 22 （ 22） 開關(guān)管 S 截止期間， Np 上感應(yīng)電壓與電源電壓 inU 一起加在開關(guān)管 S 的 DS級上， DS 級承受的電壓為 spoinDS NNUUU ?? （ 23） 2． 連續(xù)工作模式 如果電流連續(xù)， TDTt off )1( ???? ，輸出電壓的表達式為 DDNNUU psio ?? 1 DTLUDINNDTLUDU IUI inopsin oo 111( m a x )1 212 ????? （ 24） 3． 斷續(xù)工作模式 S 導(dǎo)通期間，變壓器初級繞組儲存的能量 2/2(max)11ILWj ? ，所以電源輸入功率 iP 為 2(ma x)1121 ILTTWP ji ?? （ 25） 如果電流斷續(xù)， S 導(dǎo)通時起始電流為 0，則oni TLUI 1(max)1 ?，假設(shè)電路沒有損耗，輸入功率 iP 應(yīng)與輸出功率 oP 相等， 設(shè)輸出負載電阻為 LR ，則有 Loonino RUTLTUP 21222 ?? （ 26） 第二章 開關(guān)電源的原理 8 從而可以得到斷續(xù)模式輸出電壓的表達式為 TLRTUU Lonino 12? （ 27） 由式（ 27）可知，在斷續(xù)模式下，輸出電壓與輸入電壓和導(dǎo)通時間成正比，與負載電阻的平方根成正比。 根據(jù)次級繞組放電時間的不同，單端反激式變換器分為 3 種工作模式：不連續(xù)工作模式（ DCM）、連續(xù)工作模式（ CCM）和臨界工作模式。當開關(guān)管重新導(dǎo)通時，負載電流由電容 C 來提供，同時變壓器初級繞組重新儲能，如此反復(fù)。當功率開關(guān)管 S 導(dǎo)通時，直流輸入電壓 inU 加在初級繞組上，在變壓器初級電感線圈中儲存能量，由于次級繞組感應(yīng)電壓為上負下正，使二極管 D 反偏截止，次級繞組中無電流，此時電能轉(zhuǎn)化為磁能存儲在初級電感中。 單端反激式變換器又稱電感儲能式變換器，其變壓器兼有儲能、變壓、隔離三重作用。下面就對這一結(jié)構(gòu)主電路進行討論分析。 DC/DC 轉(zhuǎn)換器是開關(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。 開關(guān)電源的 基本 工作 工程： 交流輸入經(jīng)整流濾波 變成 直流； 控制器輸出 高頻 PWM 信號控制開關(guān)管，將直流 電壓斬波成高頻脈沖電壓 加到 高頻 變壓器初級 繞組上 ； 高頻 變壓器次級 繞組 感應(yīng)出 高頻 電壓，經(jīng)整流濾波供給負載 ； 反饋環(huán)節(jié)從一部分輸出電壓采樣得到誤差電壓，經(jīng)誤差放大后輸入到控制器 ，控制占空比，以達到穩(wěn)定輸出 電壓 的目的 。通過改變高頻變 壓器的二次繞組個數(shù)就可以改變電壓的輸出路數(shù)。而開關(guān)電源多為對等幅脈沖進行控制，脈沖的占空比是開關(guān)電源的控制器來調(diào)節(jié)的。功率器件上的伏安乘積就是功率開關(guān)管上所產(chǎn)生的損耗。與線性穩(wěn)壓電源不同的是，開關(guān)電源的功率開關(guān)管工作在開關(guān)（導(dǎo)通與截至）狀態(tài)。 6．輸入整流濾波電路和輸入啟動電路的設(shè)計。 4． MOSFET 開關(guān)管的選擇及其驅(qū)動電路設(shè)計。 2．多繞組 高頻 變壓器的設(shè)計。 開關(guān)工作頻率為 50kHz，輸出 7 路隔離的電壓。這使得各種電子設(shè)備不同功 能的需要都可以得到滿足。 本課題的主要研究內(nèi)容 隨著電子技術(shù)的高速發(fā)展，各種各樣的電子設(shè)備應(yīng)運而生，然而這么多電子設(shè)備，精密儀器的背后都需要有個穩(wěn)定輸出的電源做支持。 另外，還有 采用波形交錯技術(shù) ， 探尋省略濾波電容的可 行 性 等。微處理器性能的不斷提高，低壓大電流開關(guān)電源也隨之發(fā)展起來。許多國家也在研究性價比較高的功率因數(shù)校正技術(shù)。要求電容量大、等效電阻 ESR 小、體積小等。 新型電容器 。 電磁兼容 方面。如 高性能碳化硅（ S iC）功率半導(dǎo)體器件 ，其優(yōu)點是： 禁帶寬，工作溫度高（可達 600176。 高效方面。m 超薄鈷基非晶態(tài)磁帶 ， 納米結(jié)晶軟磁薄膜也在研究 。 第一章 引 言 2 開關(guān)電源的技術(shù)動態(tài) 高頻方面。 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和進步，開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新， 目前，涌現(xiàn)出許多開關(guān)電源的新技術(shù)和新產(chǎn)品 。 3． 體積小，重量輕：開關(guān)穩(wěn)壓電源可直接將工頻電網(wǎng)電壓直接整流成直流后，經(jīng)過高頻變壓器獲得不同的交流電壓，再經(jīng)整流濾波得到所需的直流電壓，這樣就可以免去笨重的工頻變壓器，從而節(jié)省線材，減小電源體積和重量。 2． 穩(wěn)壓范圍寬：輸入 AC 或 DC 電壓在很大范圍內(nèi)變化時，電壓變化率很小。由于開關(guān)管損耗小，因而不需要采用大散熱器，能有效減小電源體積。于是， 20 世紀 60 年代開關(guān)電源誕生了。系統(tǒng)工作頻率為 50kHz，輸出 7 路隔離的電壓。 本課題是設(shè)計一個通用的多路輸出的反激式開關(guān)電源，電源取自 220V市電。 SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 畢業(yè)論文 多路輸出單端反激式開關(guān)電源設(shè)計 學(xué) 院： 電氣與電子工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動化 學(xué)生姓名 ： 戚本宇 學(xué) 號： 1021042031 指導(dǎo)教師 ： 孫凱 2020 年 6 月 中 文 摘 要 I 摘 要 開關(guān)電源是一種采用 PWM 等技術(shù)控制的開關(guān)電路構(gòu)成的電能變換裝置，它廣泛應(yīng)用于交直流或直直流 電能變換中，通常稱其為開關(guān)電源（ Switched M