【正文】 附錄 A 外文文獻與譯文 ............................................................................................................. 32 英文原文 ......................................................................................................................... 32 譯文 ................................................................................................................................. 34 附錄 B AWG 導線規(guī)格表 ............................................................................................................ 36 xx 大 學畢業(yè)設(shè)計（論文） V 插入圖表 圖 21 開關(guān)電源電路框圖 ...................................................................................................... 3 圖 22 開關(guān)電源的工作原理 ................................................................................................... 4 圖 23 開關(guān)電源工作波形 ...................................................................................................... 4 圖 24 開關(guān)電源的基本組成 ................................................................................................... 5 圖 25 開關(guān)型穩(wěn)壓電源的原理電路 ........................................................................................ 5 圖 26 單端反激式電壓變換電路 ............................................................................................ 7 圖 27 推挽式電壓變換電路 ................................................................................................... 8 圖 28 單端正激式電壓變換電路 ............................................................................................ 8 圖 29 半橋變換電路 ............................................................................................................. 9 圖 210 全橋變換電路 ............................................................................................................ 9 圖 41 UC3842 外形圖和管腳排列圖 ...................................................................................... 14 圖 42 UC3842 內(nèi)部電路框圖 ................................................................................................ 15 圖 43 RT 和振蕩頻率的關(guān)系曲線 .......................................................................................... 16 圖 44 輸出靜區(qū)時間和振蕩頻率的關(guān)系曲線 ........................................................................ 16 圖 51 TL431 的引腳 .............................................................................................................. 19 圖 52 TL431 的功能模塊示意圖 ............................................................................................ 19 圖 53 PC817 的內(nèi)部結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 20 圖 54 PC817 集射電壓 Vce 與正向電流 If 的關(guān)系 ................................................................... 21 圖 55 與 TL431 配合的電源反饋電路 ................................................................................... 21 圖 56 啟動和啟動和 PWM脈沖控制驅(qū)動電路 ...................................................................... 22 圖 57 輸入濾波電路 ........................................................................................................... 23 圖 58 輸出濾波電路 ........................................................................................................... 24 圖 59 電壓反饋回路 ........................................................................................................... 26 圖 510 開關(guān)電源總電路圖 ................................................................................................... 27 xx 基于 UC3842 的開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計 VI 引 言 電源在一個典型系統(tǒng)中擔當者非常重要的角色。電源給系統(tǒng)提供持續(xù)的，穩(wěn)定的能量，是系統(tǒng)免受外部的侵擾，并防止系統(tǒng)對其自身作出傷害。 電源，即提供電能的設(shè)備，主要分三類：一次電源（將其它能量轉(zhuǎn)換為電能），二次電源和蓄電池。高頻開關(guān)式直流穩(wěn)壓電源由于具有效率高、體積小和重量輕等突出優(yōu)點，獲得了廣泛的應(yīng)用。 上世紀八十年代，由于線性電源在成本和價格上比開關(guān)占有絕對優(yōu)勢，國內(nèi)高頻開關(guān)電源只在個人計算機、電視機等若干類設(shè)備上得到應(yīng)用。近年來許多領(lǐng)域，例如郵電通信、軍事裝備、交通設(shè)施、儀器儀表、工業(yè)設(shè)備、家用電器等都越來越多應(yīng)用開關(guān)電源，取得了顯著效益。 不同的負載要求不同的電源裝置，萬能的電源至少今天還未出現(xiàn)。高效率、高功率因數(shù)、低噪音是普遍關(guān)注的品質(zhì)，而安全可靠是必須加以保證的 。有時特定的使用環(huán)境又要求電源具備一些額外的適應(yīng)性能力，比如高溫、高寒、高濕、抗輻射、抗振動、防爆、體積小、重量輕、智能化等。所謂電流型脈寬調(diào)制器是按反饋電流來調(diào)節(jié)脈寬的。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是比較理想的新型的控制器。發(fā)電機能把機械能轉(zhuǎn)換成電能，干電池能把化學能轉(zhuǎn)換成電能。因此人們把干電池等叫做電源。能提供信號的電子設(shè)備叫做信號源。開關(guān)電源技術(shù)的主要用途之一是為信息產(chǎn)業(yè)服務(wù)，信息技術(shù)的發(fā)展對電源技術(shù)又提出了更高的要求，從而促進了開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展。在這種大背 景下，開關(guān)電源以其高效、環(huán)保、安全、體積小、重量輕等優(yōu)點已成為人們爭相研究的一個熱點。從日常生活到尖端科技都離不開開關(guān)電源技術(shù)的參與和支持。但是由于當時的微電子技術(shù)落后，生產(chǎn)出的晶體管耐壓值低、開關(guān)速度慢，致使直流變換器輸入電壓低，而且電路中還 含有笨重的工頻變壓器。直流變換器可以直接由電網(wǎng)供電，從而徹底甩掉了體積大、重量大、效率低的工頻變壓器，誕生了無工頻變壓器的開關(guān)穩(wěn)壓電源，并且憑借其高效率、體積小、重量輕而被迅速推廣普及。 我國無工頻變壓器 的開關(guān)電源開始于 20 世紀 70 年代初期，當時引進的開關(guān)電源技術(shù)還停留在高校和科研機構(gòu)的實驗開發(fā)階段。 20 世紀 80 年代中期，開關(guān)電源的產(chǎn)品開始應(yīng)用和推廣，此時開關(guān)電源特點是采用 PWM 技術(shù)，工作頻率 20kHz，效率在 60%至 70%。 目前，毫無疑問開關(guān)電源已廣泛應(yīng)用于幾乎所有的電子設(shè)備中，成為電子信息產(chǎn)業(yè)必不可少的一種供電方式。 xx 基于 UC3842 的開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計 2 隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大規(guī)模集成電路（ IC）的出現(xiàn)，制約電子設(shè)備體積、重量的主要因素就是電源能否小型化。另外研究人員還致力于研制出體積更小，重量更輕的高頻變壓器，再或者通過別的方法來取代電源電路中的變壓器，從而實現(xiàn)小型化。 高頻開關(guān)電源電路中的功率開關(guān)管工作在高速開關(guān)狀態(tài)，而且由于 元器件的容性、感性等特性，會產(chǎn)生尖峰電壓和諧振噪聲。采用輔助諧振開關(guān)電路在開關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時發(fā)生諧振，對降低噪聲干擾有一定效果。 （ 3）高可靠性。但是隨著開關(guān)電源的模塊化、集成化，電源電路將大幅簡化，可靠性也將大大提高。 高效率永遠是研究人員追求的目標，人們將通過各種技術(shù)來提高效率。 （ 5）模塊化。 （ 6）智能化。 總之，伴隨著越來越廣闊的市場需求，人們對開關(guān)電源的各項性能要求也日益提高，研究人員需要對新技術(shù)、新材料、新控制方式以及電路拓撲進行優(yōu)化整合，才能 不斷提高開關(guān)電源的各項性能，生產(chǎn)出市場需求的開關(guān)穩(wěn)壓電源。目前常用的直流穩(wěn)壓電源和開關(guān)電源兩大類。半個世紀以來，開關(guān)電源大致經(jīng)歷了四個發(fā)展階段。在 20 世紀 70 年代研制出的脈寬調(diào)制器集成電路，僅對開關(guān)電源種的控制電路實現(xiàn)了 集成化。隨著各種類型單片開關(guān)電源集成電路的問世。 本課題的研究內(nèi)容與目標 集成小功率開關(guān)電源的研究與設(shè)計，本論文根據(jù)課題研究的需要，設(shè)計了一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器 UC3842 進行的開關(guān)電源，本設(shè)計利用 UC3842 組成的 PWM脈沖控制驅(qū)動電路，輸出＋ 5V 直流電源。 xx 大 學畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 第 2 章 開關(guān)電源的基本工作原理與電路結(jié)構(gòu) 開關(guān)電源概述 開關(guān)電源的工作原理 開關(guān)電源主要是進行交流 /直流、直流 /直流、直流 /交流功率轉(zhuǎn)換的裝置，通過了對主變換回路以及控制回路的控制完成一系列的變換。 一般開關(guān)電源控制 集成電路包括振蕩器、誤差放大器、 PWM 觸發(fā)器、狀態(tài)控制器等部分功能電路，高品質(zhì)開關(guān)電源還包括高電壓功率開關(guān)管、電流比較器，以及各種保護功能電路。開關(guān)電源的工作原理框圖如圖21 所示。圖中輸入的直流不穩(wěn)定電壓 Ui 經(jīng)開關(guān) S 加至輸出端， S 為受控開關(guān)，是一個受開關(guān)脈沖控制的開關(guān)調(diào)整管，若使開關(guān) S 按要求改變導通或斷開時間，就能把輸入的直流電壓 Ui 變成矩形脈沖電壓。 xx 基于 UC3842 的開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計 4 圖 22 開關(guān)電源的 工作原理 上圖中， a 圖為電路圖， b 圖為波形圖。開關(guān)電源直流輸出電壓 Uo 與輸入電壓 Ui 之間有如下關(guān)系： DUU IO ?? （ 22） 由式 (21)和式 (22)可以看出，若開關(guān)周期 T 一定，改變開關(guān) S 的導通時間 Ton，即可改變脈沖占空比 D，從而達到調(diào)節(jié)輸出電壓的 目的。由于 PWM 式的開關(guān)頻率固定，輸出濾波電路比較容易設(shè)計，易實現(xiàn)最優(yōu)化，因此 PWM 式開關(guān)電源用得較多。由于該方式的開關(guān)頻率不固定，因此輸出濾波電路的設(shè)計不易