【正文】 NI于2007年08月26日發(fā)行NI系列電子電路設計軟件，NI Multisim v 11作為其中一個組成部分包含于其中。Multisim提煉了SPICE仿真的復 雜內(nèi)容，這樣工程師無需懂得深入的SPICE技術(shù)就可以很快地進行捕獲、仿真和分析新的設計，這也使其更適合電子學教育。它包含了電路原理圖的圖形輸入、電路硬件描述語言輸入方式，具有豐富的仿真分析能力。本電路中R5上感應出的峰值電流形成逐個脈沖限流電路，當腳3達到1V時就會出現(xiàn)限流現(xiàn)象，所以，整個電路中的電感磁性元件和功率開關(guān)管不必設計較大的余量，就能保證穩(wěn)壓電路工作可靠，降低成本。而在實驗圖里面Rt=R8,Ct=C1： 當UC3842的腳3電壓升高超過1V或腳1電壓 降到1V以下，都可以使PWM比較器輸出高電壓，造成PWM鎖存器復位。F/40V以上頻率特性好的電解電容可滿足要求。 輸出電容C7的選定取決于對輸出紋波電壓的要求，紋波電壓與電容的等效串聯(lián)電阻ESR有關(guān)，電容器的容許紋波電流要大于電路中的紋波電流。 升壓電路中輸出二極管D必須承受和輸出電壓值相等的反向電壓，并傳導負載所需的最大電流。、R3值的確定： 因UC3842的腳2為誤差放大器反向輸入端，可知輸出電壓 （29） 當取R2=100KΩ時， 由于儲能電感的作用，在開關(guān)管開啟和關(guān)閉時會形成大的尖峰電流，在R5上產(chǎn)生一個尖峰脈沖，為防止造成UC3842的誤動作，在R5取樣點到UC3842的腳3間加入R、C濾波電路，R、C時間常數(shù)約等于電流尖峰的持續(xù)時間。： 根據(jù)輸入電壓和輸出電壓確定最大占空比： （24） 當輸出最大負載時至少應滿足電路工作在電流連續(xù)工作模式下： （25） 同時考慮在10%額定負載以上電流連續(xù)的情況，實際設計時可以假設電路在額定輸出時，電感紋波電流為平均電流的20%~30%，因增加可以減小電感L，但為不增加輸出紋波電壓而須增大輸出電容，取30%為平衡點，即： （26）則 （27） 流過電感L的峰值電流為： （28） L可選用電感量為320~400181。這種電流型控制電路的主要特點是：（1）輸入電壓的變化引起電感電流斜坡的變化，電感電流自動調(diào)整而不需要誤差放大器輸出變化，改善了瞬態(tài)電壓調(diào)整率；（2）電流型控制檢測電感電流和開關(guān)電流，并在逐個脈沖的基礎上同誤差放大器的輸出比較，控制PWM脈寬，由于電感電流隨誤差信號的變化而變化，從而更容易設置控制環(huán)路，改善了線性調(diào)整率；（3）簡化了限流電路，在保證電源工作可靠性的同時，電流限制使電感和開關(guān)管更有效地工作；（4）電流型控制電路中需要對電感電流的斜坡進行補償，因為，平均電感電流大小是決定輸出大小的因素，在占空比不同的情況下，峰值電感電流的變化不能與平均電感電流變化相對應，特別是占空比，50%的不穩(wěn)定性，存在難以校正的峰值電流與平均電流的誤差，即使占空比小于50%，也可能發(fā)生高頻次諧波振蕩，因而需要斜坡補償、使峰值電感電流與平均電感電流變化相一致，但是，同步不失真的斜坡補償技術(shù)實現(xiàn)上有一定的難度。另外，具有內(nèi)部保護功能，如滯后式欠壓鎖定、可控制的輸出死區(qū)時間等。 UC3842工作電壓為16~30V，工作電流約15mA。 （7）7號管腳的功能為VCC，該管腳是控制集成電路的正電源。 （5）5號管腳的功能為地，該管腳是控制電路和電源的公共地（僅對8管腳封裝如此）。 （4）4號管腳的功能為RT/CT，通過將電阻RT連接至Vref以及電容CT連接至地，使振蕩器頻率和最大輸出占空比可調(diào)。 （2）2號管腳的功能為電壓反饋，該管腳是誤差放大器的反相輸入端，通常通過一個電阻分壓器連至開關(guān)電源輸出。（7）欠壓鎖定，帶滯后（5）內(nèi)部微調(diào)的參考電壓，帶欠壓鎖定（3）自動前饋補償微調(diào)的振蕩器放電電流，可精確控制占空比.UC3843A是專為低壓應用設計的，（通）（斷）。這些器件可提供8腳雙列直插塑料封裝和14腳塑料表面貼裝封裝（SO14）。這些集成電路具有可微調(diào)的振蕩器、能進行精確的占空比控制、溫度補償?shù)膮⒖?、高增益誤差放大器。 （2）電壓、電流反饋控制模塊已經(jīng)被廣泛應用了。 （2）對控制模塊的選擇問題。（3）采UC3842實現(xiàn)。（3）在UC3842芯片中管腳3用于電流的反饋，管腳2用于電壓的反饋。（1）在解決問題時無論是穩(wěn)態(tài)問題和動態(tài)問題在過壓和欠壓時主要應用電力電子技術(shù)變換電路。不同的PWM反饋控制模式具有各自不同的優(yōu)缺點，在設計開關(guān)電源選用時要根據(jù)具體情況選擇臺適的PWM控制模式。④在傳感及控制磁芯飽和故障狀態(tài)方面較為麻煩復雜。②補償網(wǎng)絡設計本來就較為復雜，閉環(huán)增益隨輸入電壓而變化使其更為復雜。 ⑤對輸出負載的變化有較好的響應調(diào)節(jié)。 ③對于多路輸出電源，它們之間的交互調(diào)節(jié)效應較好。電壓模式控制的優(yōu)點： ①PWM三角波幅值較大，脈沖寬度調(diào)節(jié)時具有較好的抗噪聲裕量。 （3）電壓模式控制PWM(Voltagemode Control PWM) 電壓模式控制PWM是60年代后期開關(guān)穩(wěn)壓電源剛剛開始發(fā)展而采用的第一種控制方法。 缺點是： ①電流放大器在開關(guān)頻率處的增益有最大限制。 ④適合于任何電路拓撲對輸入或輸出電流的控制。 ②不需要斜坡補償。平均電流模式控制PWM集成電路出現(xiàn)在90年代初期，成熟應用于90年代后期的高速CPU專用的具有高di/dt動態(tài)響應供電能力的低電壓大電流開關(guān)電源。 ⑥對多路輸出電源的交互調(diào)節(jié)性能不好。因為電感處于連續(xù)儲能電流狀態(tài)，與控制電壓編程決定的電流電平相比較，開關(guān)器件的電流信號的上斜坡通常較小，電流信號上的較小的噪聲就很容易使得開關(guān)器件改變關(guān)斷時刻，使系統(tǒng)進入次諧波振蕩。因而需要斜坡補償。 ②閉環(huán)響應不如平均電流模式控制理想。 ⑥自動均流并聯(lián)功能。 ④簡單自動的磁通平衡功能。 ②控制環(huán)易于設計。Boost升壓斬波電路工作于電感電流斷續(xù)模式時有： （22）式中： （23）升壓斬波電路能使輸出電壓高于電源電壓的主要原因：（1）L儲能之后具有使電壓泵升的作用（2）電容C可將輸出電壓保持住 升壓斬波電路的控制一般是由電流型PWM控制技術(shù)實現(xiàn)的，它分為一下幾種控制方案： （1）峰值電流模式控制(Peak Current．Mode Control PWM)峰值電流模式簡稱電流模式控制，是一種固定時鐘開啟、峰值電流關(guān)斷的控制方法。時段：開關(guān)MOS管關(guān)斷，續(xù)流二極管D導通，整流電壓和電感L通過續(xù)流二極管D共同向電容C2充電，并向負載提供能量，電感電流不斷減小。當Boost升壓斬波電路工作于電感電流斷續(xù)模式時，電路的工作波形如圖23所示。 Boost升壓斬波電路工作于電感電流連續(xù)模式時有： （21）式中：T——MOS管的一個開關(guān)周期；——MOS管在一個開關(guān)周期內(nèi)處于通態(tài)的時間；——MOS管在一個開關(guān)周期內(nèi)處于斷態(tài)的時間；D——占空比。圖22 Boost升壓斬波電路電感電流連續(xù)工作時的波形如上圖所示，Boost升壓斬波電路工作于電感電流連續(xù)模式時，電路在一個開關(guān)周期內(nèi)相繼經(jīng)歷了兩個開關(guān)狀態(tài)，其各時段的工作狀態(tài)描述如下： 時段：開關(guān)MOS管導通，電壓向電感L充電，電感電流不斷增大，續(xù)流二極管D此時處于關(guān)斷狀態(tài)，同時電容C2上的電壓向負載供電。設VT的導通時間為，則此階段電感L上的儲能可以表示為； （2）在VT關(guān)斷時，儲能電感L兩端電勢極性變成左負右正，VD轉(zhuǎn)為正偏，電感L與電源E疊加共同向電容C充電，向負載R供能。由于電感L的恒流作用，此充電電流為恒值。 電路結(jié)構(gòu) Boost主電路結(jié)構(gòu)圖： 升壓斬波電路(Boost Chopper)的結(jié)構(gòu)圖圖如圖21所示。主電路模塊，主要由全控器件的開通與關(guān)斷的時間（占空比）來改變輸出電壓U的大小。2 DC/DC升壓斬波變換器的原理分析及設計 概述 直流升壓斬波電路可以分為兩部分電路塊。 (3)輸出電壓中的紋波電壓與輸出電壓相比小到可以忽略。 (2)電感、電容均為理想元件。 本次設計的電路主要分為主電路和閉環(huán)控制電路，其中：（1）先設計主電路和控制電路；（2）運用Multisim軟件對所設計的電路進行調(diào)試和仿真；（3）完成畢設設計實驗報告。 開關(guān)變壓器的次級可以有多個繞組或一個繞組有多個抽頭,以得到需要的輸出。 開關(guān)電源的工作流程是： 電源→輸入濾波器→全橋整流→直流濾波→開關(guān)管（振蕩逆變）→開關(guān)變壓器→輸出整流與濾波 (1)交流電源輸入經(jīng)整流濾波成直流 (2)通過高頻PWM(脈沖寬度調(diào)制)信號控制開關(guān)管,將那個直流加到開關(guān)變壓器初級上 (3)開關(guān)變壓器次級感應出高頻電壓,經(jīng)整流濾波供給負載 (4)輸出部分通過一定的電路反饋給控制電路,控制PWM占空比,以達到穩(wěn)定輸 出的目的 交流電源輸入時一般要經(jīng)過厄流圈一類的東西,過濾掉電網(wǎng)上的干擾,同時也過濾掉電源對電網(wǎng)的干擾。 開關(guān)電源就是用通過電路控制開關(guān)管進行高速的道通與截止。（5）系統(tǒng)的一致性較好，成本低，生產(chǎn)制造方便。（3）控制電路的元器件數(shù)量明顯減少，縮小了控制板體積，提高了系統(tǒng)的抗干擾能力。開關(guān)電源實現(xiàn)數(shù)字化控制可帶來以下好處：（1）數(shù)字控制易于采用先進的控制方法和智能控制策略，可以從根本上提高系統(tǒng)的性能指標。（2）控制電路硬件設計隨控制方法變動。當前，世界上許多國家都在致力于數(shù)兆赫茲的變換器的實用化研究。這種開關(guān)方式稱為諧振式開關(guān)。其中，為防止隨開關(guān)啟閉所發(fā)生的電壓浪涌，可采用RC或LC緩沖器，而對由二極管存儲電荷所致的電流浪涌可采用非晶態(tài)等磁芯制成的磁緩沖器。然而，開關(guān)速度提高后，會受電路中分布電感和電容或二極管中存儲電荷的影響而產(chǎn)生浪涌或噪聲。目前市場上出售的開關(guān)電源中采用雙極性晶體管制成的100kHz、用MOSFET制成的500kHz電源，雖已實用化，但其頻率有待進一步提高。到了1969年由于大功率硅晶體管的耐壓提高，二極管反向恢復時間的縮短等元器件改善，終于做成了25千赫的開關(guān)電源。開關(guān)電源產(chǎn)品廣泛應用于工業(yè)自動化控制、軍工設備、科研設備、L