單端反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源(修改版)-展示頁
2025-07-05 04:04本頁面
【正文】 要考慮PCB尺寸大小。電源開關(guān)交流回路和整流器的交流回路包含高幅 梯形電流，這些電流中諧波成分很高，其頻率遠(yuǎn)大于開關(guān)基頻，峰值幅度可高達(dá)持續(xù)輸入/輸出直流電流幅度的5倍，過渡時(shí)間通常約為50ns。每一個(gè)開關(guān)電源都有四個(gè)電流回路：(1). 電源開關(guān)交流回路(2). 輸出整流交流回路(3). 輸入信號(hào)源電流回路(4). 輸出負(fù)載電流回路輸 入回路通過一個(gè)近似直流的電流對(duì)輸入電容充電，濾波電容主要起到一個(gè)寬帶儲(chǔ)能作用；類似地，輸出濾波電容也用來儲(chǔ)存來自輸出整流器的高頻能量，同時(shí)消除輸 出負(fù)載回路的直流能量。 電路仿真波形 本電路采用Multisim ，其仿真結(jié)果如下：圖3－2 12v輸出仿真波形圖圖3－2（3）UC3842輸出波形圖3－2（4）取樣電路仿真波形圖4 PCB設(shè)計(jì) ＰＣＢ設(shè)計(jì)規(guī)范 在任何開關(guān)電源設(shè)計(jì)中，PCB板都是物理設(shè)計(jì)的最后一環(huán)，如果設(shè)計(jì)方法不當(dāng)，PCB可能會(huì)輻射過多的電磁干擾，造成電源工作不穩(wěn)定，以下針對(duì)各個(gè)步驟中所需注意的事項(xiàng)進(jìn)行分析:元 器件布局實(shí)踐證明，即使電路原理圖設(shè)計(jì)正確，印制電路板設(shè)計(jì)不當(dāng)，也會(huì)對(duì)電子設(shè)備的可靠性產(chǎn)生不利影響。計(jì)算得： (39)取UDF＝，UO＝3V，代入式(68)可得L＝140μH。同樣可選擇原邊繞組導(dǎo)線，原邊電流有效值為： (37)＝，()。由N3＝(UC /e)N1可得N3＝，取3匝。副邊線圈電感為： (35)開關(guān)管斷開時(shí)，N1兩端將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，為了保證開關(guān)管正常工作，將感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)限制到e=300V。副邊線圈匝數(shù)為： (34)式中：UDF――整流二極管VDl上的壓降； UL――輸出電感L上的壓降。交流輸入電壓的最小值約為90V，UI＝90√2≈127(V)，得出N1＝，取50匝。設(shè)計(jì)單端控制開關(guān)電源時(shí)，這里選擇D＝，則： (31)根據(jù)電源規(guī)格、輸出功率、開關(guān)頻率選擇PQ26/25磁芯，磁芯截面積S＝，磁路有效長(zhǎng)度L＝，飽和磁通密度BS＝。3 設(shè)計(jì)過程依據(jù)UC3842應(yīng)用方式，選定定時(shí)電阻RT＝，定時(shí)電容CT＝10μF。當(dāng)電路啟動(dòng)運(yùn)行后，uc3842的啟動(dòng)電壓由R7分壓,再經(jīng)二極管整流后，得到的直流電壓提供，此時(shí)第一模塊的啟動(dòng)電路不再提供啟動(dòng)電壓。 總體電路圖分析圖2－5總體電路圖本設(shè)計(jì)利用uc3842組成的PWM脈沖控制驅(qū)動(dòng)電路，輸出＋5v和＋12v兩個(gè)直流電源。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)正誤差，取樣電壓 V，TL431的穩(wěn)壓值降低，光耦控制端電流增大，UC3842的反饋端(VFB)電壓值增大，輸出端的脈沖信號(hào)占空比降低，開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間減少，輸出電壓降低；反之，如果輸出電壓出現(xiàn)負(fù)誤差，UC3842的輸出脈沖占空比增大，輸出電壓增高，達(dá)到穩(wěn)壓目的。利用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器，再通過線性光耦對(duì)輸出進(jìn)行精確的調(diào)整。由公式：Uo=(Ton/(n))E （2－1）可以得出，輸出電壓和開關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間及輸入電壓成正比；與初，次級(jí)繞組的匝數(shù)比及開關(guān)管的截止時(shí)間成反比。這時(shí)，UC3842的腳無輸出，MOS管S1截止，從而保護(hù)了電路。如圖4－3所示，如果由于某種原因，輸出端短路而產(chǎn)生過流，開關(guān)管的漏極電流將大幅度上升，R6兩端的電壓上升，其中R19和C8組成濾波電路防止脈沖尖峰使電路誤操作，UC3842的腳3上的電壓也上升。UC3842內(nèi)部設(shè)有欠壓鎖定電路，其開啟和關(guān)閉閾值分別為16V和10V，電源電壓接通之后，當(dāng)7端電壓升至16V時(shí)UC3842開始工作，啟動(dòng)正常工作后，它的消耗電流約為15mA。當(dāng)腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時(shí)，場(chǎng)效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量。高電壓脈沖期間，場(chǎng)效應(yīng)管導(dǎo)通，電流通過變壓器原邊，同時(shí)把能量?jī)?chǔ)存在變壓器中。超出此限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護(hù)狀態(tài)，無驅(qū)動(dòng)脈沖輸出。圖2－1單端正激式開關(guān)電源的主電路圖 啟動(dòng)電路 圖2－2輸入220v交流電，經(jīng)過C L、 C2進(jìn)行低通濾波 濾波后的交流電壓經(jīng)D1～D4橋式整流以及電解電容CC2濾波后變成3l0V的脈動(dòng)直流電壓，此電壓經(jīng)通過電阻R18分壓給uc3842提供啟動(dòng)電壓，當(dāng)電壓達(dá)到16v時(shí)達(dá)到芯片的啟動(dòng)電壓，UC3842開始工作并提供驅(qū)動(dòng)脈沖， uc3842的啟動(dòng)電壓大于16 V，啟動(dòng)電流僅1 mA即可進(jìn)入工作狀態(tài)。在圖41中，開關(guān)管VT導(dǎo)通時(shí)V1導(dǎo)通，副邊線圈N2向負(fù)載供電，V4截止，反饋電線圈N3的電流為零；VT關(guān)斷時(shí)V1截止，V4導(dǎo)通，N3經(jīng)電容C1濾波后向UC3842⑺腳供電，同時(shí)原邊線圈N1上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使V3導(dǎo)通并加在RC吸收回路。用電流型PWM控制芯片UC3842構(gòu)成的單端正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路如圖41所示。 2 設(shè)計(jì)方案 小功率開關(guān)電源可以采用單端反激式或者單端正激式電路，電源結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工
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