基于UC3844的多路输出电源设计详解
1. 引言
现代电子设备的发展越来越依赖于电源技术，尤其是高效、低噪音、小体积、高可靠的电源技术，这是实现很多高性能电子设备的重要因素，同时也促进了电力电子技术的飞速发展。UC3844是一种高性能、低成本、多功能的控制IC，被广泛应用于开关电源设计中。在本文中，我们将讲解如何基于UC3844设计多路输出电源。
2. UC3844概述
UC3844是一种高性能的PWM控制器，它能够实现高效率、高精
度的电源控制，并具有多种保护功能。UC3844具有以下特点：
•工作频率可调
•内部参考电压可调
•可以实现电源快速启动
•具有过流保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能
3. 多路输出电源设计
多路输出电源是指在同一电源下提供多个输出电压。在某些电子系
统中，需要多个不同电压的电源供电，例如FPGA/CPLD、模拟电路、
显示器和各种传感器等。一个多路输出电源可以集成多个不同的电源，同时降低成本和体积。
3.1 多路输出电源原理图
我们采用基于UC3844的多路输出电源电路设计，如下所示：
+Vcc R1
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C1 --- -----
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----- C5 | |
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C2 --- | Q3 |
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----- C6 | |
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C3 --- | Q4 |
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----- C7 | |
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C4 --- | Q5 | +Vout5
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C8 --- | Q6 | |
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----- C10 | Q2 | +Vout2
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C9 --- | / |
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----- |/ |
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C11 --- | \\ Q1 |
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----- | Q7 | |
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--------- ------------
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Gnd
上面的电路表示了一个基于UC3844的多路输出电源设计，其中包
含七个输出电压。电路由UC3844和若干个MOSFET管组成，以充分
利用其高效率和低损耗的特点，可有效地实现多路输出电源设计。
3.2 电路工作原理
该电路的工作原理如下：
1.UC3844的输出被连接到MOSFET的栅极上，从而实现开
关电源的控制。
2.在电路的输入端，连接了一个经过滤波的稳压电源。该电
源主要作用是提供恒定的输入电压给整个电路。
3.输入电源接入多个电容，起到滤波作用，减少噪声和纹波。
4.每个输出电压均可单独进行调节，可根据不同的应用场合
进行多种组合，具有非常良好的通用性和灵活性。
5.MOSFET可以通过UC3844来控制各个输出端的电压和电
流等参数，因此能够实现高效工作和高质量输出。
4. 总结
以上是关于基于UC3844的多路输出电源设计的详细介绍。本文主
要介绍了UC3844的概述和多路输出电源的原理图、工作原理，同时
也提供了基于UC3844的多路输出电源电路设计的详细说明。无论是在嵌入式系统、工业控制系统、通信领域等多种应用场景中，多路输出电源都有着广泛的应用，随着电子技术的不断发展，它也将不断得到更新和改进。
0 引言 随着现代科技的飞速发展，功率器件也不断更新，PWM技术的发展也日趋完善，开关电源正朝着小、轻、薄的方向发展。由于反激变换器具有电路拓扑简单、输入电压范围宽、输入输出电气隔离、体积重量小、成本低、性能良好、工作稳定可靠等优点，被广泛应用于实际变换器设计中。以前大多数开关电源采用离线式结构，一般从辅助供电绕组回路中通过电阻分压取样，该反馈方式电路简单，但由于反馈不是直接从输出电压取样，没有与输入隔离，抗干扰能力也差，所以输出电压中仍有2％的纹波，对于负载变化大和输出电压变化大的情况下响应慢，不适合精度较高或负载变化范围较宽的场合。下面的设计采用可调式精密并联稳压器TL431配合光耦构成反馈回路，达到了更好的稳压效果。 1 UC3844芯片的介绍 UC3844是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片，由该集成电路构成的开关稳压电源与一般的电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有外围电路简单、电压调整率好、频响特性好、稳定幅度大、具有过流限制、过压保护和欠压锁定等优点。其内部电路结构如图1所示。
该芯片的主要功能有：内部采用精度为±2．0％的基准电压为5．00V，具有很高的温度稳定性和较低的噪声等级；振荡器的最高振荡频率可达500kHz。内部振荡器的频率同脚8与脚4间电阻Rt、脚4的接地电容Ct的关系如式(1)所列，即 其内部带锁定的PWM(Pulse Width Modulation)，可以实现逐个脉冲的电流限制；具有图腾柱输出，能提供达1A的电流直接驱动MOSFET功率管。 2 电源的设计及稳压工作原理 单端反激变换器，所谓单端，指高频变压器的磁芯仅工作在磁滞回线的一侧，并且只有一个输出端；反激式变换器工作原理，当加到原边主功率开关管的激励脉冲为高电平使MOSFET、开关管导通时，整流后的直流电压加在原边绕组两端，此时因副边绕组相位是上负下正，使整流二极管反向偏置而截止，磁能就储存在高频变压器的原边电感线圈中；当驱动脉冲为低电平使MOSFET开关管截止时，原边绕组两端电压极性反向，使副边绕组相位变为上正下负，则整流二极管正向偏置而导通，此后储存在变压器中的磁能向负载传递释放。 图2中MOSFET功率开关管的源极所接的R12是电流取样电阻，变压器原边电感电流流经该电阻产生的电压经滤波后送入UC3844的脚3，构成电流控制闭环。当脚3电压超过1V时，PWM锁存器将封锁脉冲，对电路启动过流保护功能；UC3844的脚8与脚4间电阻R16及脚4的接地电容C19决定了芯片内部的振荡频率，由于UC3844内部有个分频器，所以驱动MOSFET功率开关管的方波频率为芯片内部振荡频率的一半；图3中变压器原边并联的RCD缓冲电路是用于限制高频变压器漏感造成的尖峰电压。变压器副边整流二极管并联的RC回路是为了减小二极管反向恢复期间引起的尖峰。MOSFET功率管旁边的RCD缓冲电路是为了防止MOSFET功率管在关断过程中承受大反压。缓冲电路的二极管一般选择快速恢复二极管，而变压器二次侧的整流二极管一般选择反向恢复电压较高的超快恢复二极
UC3844组成的变频器维修技术开关电源电路图及维修技巧 变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了。而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。 看一下电路中有几路脉络。 1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N 2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。 当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。 2、稳压回路：N 3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。
当然，PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。 3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。 4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。 振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。另外，要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。如停振故障，也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出。并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修，某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动”的效果。 开关电源电路常表现为以下三种典型故障现象（结合图3、9）： 一、次级负载供电电压都为0V。变频器上电后无反应，操作显示面板无指示，测量控制端子的24V和10V电压为0V。检查主电路充电电阻或预充电回路完好，可判断为开关电源故障。检修步骤如下： 1、先用电阻测量法测量开关管Q1有无击穿短路现象，电流取样电阻R4有无开路。电路易损坏元件为开关管，当其损坏后，R4因受冲击而阻值变大或断路。Q1的G 极串联电阻、振荡芯片PC1往往受强电冲击而损坏，须同时更换；检查负载回路有无短路现象，排除。 2、更换损坏件，或未检测中有短路元件，可进行上电检查，进一步判断故障是出在振荡回路还是稳压回路。 检查方法：
1 前言 作为带动产业规模扩大的直接动力，新增投资和新建项目一直是产业发展的风向标，多年以来，中国集成电路产业的竞争格局一直呈现国有和外资企业平分天下的态势。但近几年来，随着外资和民间资本加速进入国内集成电路行业，以上产业格局正在发生根本性的改变，其总的趋势是外资企业开始占据主体地位，民营企业也开始发挥举足轻重的作用。 开关电源的设计通常选用PWM 集成芯片。近年来，将PWM 控制电路、保护电路成到一块芯片上的开关电源集成控制器，由于其外围电路简单和高可靠性等优点，受到了电路设计人员的欢迎常见的PWM控制器分为电压控制型和电流控制型两种。电压型PWM是通过反馈电压来调节输出脉宽.电流型PWM 是通过输出电感线圈的电流信号与误差放大器输出信号相比较来调节占空比，从而使电感峰值电流随误差电压变化而变化。目前电流PWM 控制器是较理想的一种PWM 控制器。 下面介绍一种采用UC3844 高性能电流PWM控制器的反激式开关电源电路，该电路具有电流反馈和电压反馈双环控制的优点，电压调整率和负载调整率高。其中光耦HI1A1和三端稳压管TL431 配合控制大大提高了电源电压的瞬态响应速度和调整率。 实验证明该电路具有良好的性能和很高的应用价值随着现代科技的高速发展，功率器件的，设计了一种多路输出的单端反激式开关电源电路。该电源性能优良，具有稳压效果好，纹波小，负载调整率高等优点．可作为电机控制的电源模块，具有很高的应用价值。由于其外围电路简单和高可靠性等优点，受到了电路设计人员的欢迎。
2系统方案设计 2．1 方案比较 方案一： 图1.1 方案一方框图 方案一中从220V交流电输入经过滤波稳压后得到一个相对稳定的电压，在经过变压器对起进行变压，然而在变压后其波中还有杂波，电压也不稳定在对起进行滤波稳压，但是当运用于输出负载是对其输出电压有冲击影响，所以使用反馈电路使其对电压进行调节来对输出稳压。通过输出端的电压反馈和输入端的电流反馈使输出电压更加稳定。下面方案二是它的改进型。 方案二： 图1.2 方案二方框图 方案二是方案一的改进型在方案一的基础上对其反馈电路使UC3844和PWM控制器为核心的使用用反馈回路通过控制器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的，变压器5 V输出通过三端可调稳压管TL431 和光耦H11A1以电压反馈的形式反馈到UC3844的2脚。当5V输出绕组的电压大于5V时加在三端可调稳压管上的参考电压升高，流过光耦器件H11A1中二极管的电流增大三极管上的电流也相应地增大，
UC3844,UC3845中文资料 UC3844 UC3845 是高性能固定频率电流模式控制器专为离线和直流至直流变换器应用而设计，为设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。 其它的保护特性包括输入和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。这些器件可提供8脚双列直插塑料封装和14脚塑料表面贴装封装（SO-14）。SO-14封装的图腾柱式输出级有单独的电源和接地管脚。 UC3844 有16V（通）和10 伏（断）低压锁定门限，十分适合于离线变换器。UC3845是专为低压应用设计的，低压锁定门限为8.5伏（通）和7.6V（断）。 UC3844,UC3845特点: 自动前馈补偿 锁存脉宽调制，可逐周限流 内部微调的参考电压，带欠压锁定
大电流图腾柱输出 欠压锁定，带滞后 低启动和工作电流 直接与安森美半导体的SENSEFET产品接口电流模式工作到500KHZ 输出静区时间从50%到70%可调
UC3844 的振荡工作频率由引脚4 与引脚8 之间所接定时电阻RT、脚4 与地之间所接定时电容CT 设定。计算公式为: f = 1/T = RTCT/0.55 = 1.72RTCT。 引脚2 是电压反馈端,将取样电压加至E/A 误差放大器的反相输
入端,与同向输入端的2.5 V 基准电压进行比较,产生误差电压。利用内部E/A 误差放大器可以构成电压环。引脚3 是电流反馈端,电流取样电压由引脚3 输入到电流比较器。当引脚3 电压大于1V 时,输出关闭。利用引脚3 和电流比较器可以构成电流环。引脚1 是补偿端,外接阻容元件以补偿误差放大器的频率特性。引脚8 为5V 基准电压,带载能力50mA。引脚6 为推挽输出端,有拉、灌电流的能力。引脚5 为公共端。引脚7 为集成块工作电源端,电压范围为8V～40V。UC3844 的输出级为图腾柱式电路,与SG3525 的一端完全相同。输出平均电流值为±200mA ,最大峰值电流±1A ,可直接驱动功率管。由于峰值电流自限,可以不要串入限流电阻。 对于电流型控制芯片UC3844 ,使输出驱动信号关断的方法有两种:一种是将引脚1 电压降至1V 以下,另一种是将引脚3 电压升至1V 以上。这两种方法都是使电流比较器输出高电平,PWM 锁存器复位,关闭输出端,直至下一个时钟将PWM 锁存器置位为止。根据这一原理,可以控制引脚1 、3 电压的变化,实现各种必要的保护。 引脚功能说明 8管脚14管脚 1 1 补偿该管脚为误差放大器输出，并可用于环路补偿。
多路输出单端反激式开关电源设计 系别：电气工程与自动化 专业：电气工程及其自动化 班级： 姓名： 学号：
多路输出单端反激式开关电源设计 摘要 开关电源是一种采用PWM等技术控制的开关电路构成的电能变换装置，它广泛应用于交直流或直直流电能变换中，通常称其为开关电源（Switched Mode Power Supply-SMPS）其功率从零点几瓦到数十千瓦不等，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。开关电源因其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点而逐渐取代传统的线性稳压电源，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。 本课题是设计一个通用的多路输出的反激式开关电源，电源取自220V市电。本题目设计的开关电源是采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关，利用控制开关的导通时间来调整输出电压，主控制芯片采用UC3844实现电压电流双闭环控制，采用PC817、TL431等专用芯片以及其他的电路元件相配合作为反馈电路，使设计出的开关电源具有自动稳压功能。系统工作频率为50kHz，输出7路隔离的电压。 关键词：开关电源，反激式变换器，高频变压器，UC3844
Abstract Switching power supply using the PWM, control switch circuit of the power conversion device, it is widely used in AC to DC or DC to DC can transform, usually called the switching power supply (Switched Mode Power Supply-S MPS) power from zeroranging from a few watts to tens of kilowatts,is widely used in various fields of life, production, research, and military.The switching power supply because of its small size, light weight,high efficiency, stable performance and other advantages of gradually replacing traditional linear power supply, known as energy efficient power supply,has now become the leading product of the power supply. This project is to design a generic multi-output flyback switching power supply,power supply from the 220V mains. Switching power supply design of this topic is the use of full-controlled power electronic devices MOSFET as a switch, control switch conduction time to adjust the output voltage, the main control chip UC3844 PC817, of TL431 dedicated chipand compatible with other circuit elements as a feedback circuit,voltage and current double closed loop control,the design ofswitching power supply with automatic voltage regulation function. The systemoperating frequency 50kHZ, the output voltage of 7 road isolation. Keywords: switching power supply, flyback converter, high-frequency transformer, UC3844
基于UC3844的多路输出电源设计详解 1. 引言 现代电子设备的发展越来越依赖于电源技术，尤其是高效、低噪音、小体积、高可靠的电源技术，这是实现很多高性能电子设备的重要因素，同时也促进了电力电子技术的飞速发展。UC3844是一种高性能、低成本、多功能的控制IC，被广泛应用于开关电源设计中。在本文中，我们将讲解如何基于UC3844设计多路输出电源。 2. UC3844概述 UC3844是一种高性能的PWM控制器，它能够实现高效率、高精 度的电源控制，并具有多种保护功能。UC3844具有以下特点： •工作频率可调 •内部参考电压可调 •可以实现电源快速启动 •具有过流保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能 3. 多路输出电源设计 多路输出电源是指在同一电源下提供多个输出电压。在某些电子系 统中，需要多个不同电压的电源供电，例如FPGA/CPLD、模拟电路、 显示器和各种传感器等。一个多路输出电源可以集成多个不同的电源，同时降低成本和体积。
3.1 多路输出电源原理图 我们采用基于UC3844的多路输出电源电路设计，如下所示： +Vcc R1 | | ----- | | | | | | | C1 --- ----- | | | | | | | | ----- C5 | | | | | | | | | | C2 --- | Q3 | | | | | | | | | ----- C6 | | | | | | | | | | C3 --- | Q4 | | | | | | | | | ----- C7 | | | | | | | | | |
C4 --- | Q5 | +Vout5 | | | | | | | | | | ----- ------- | | | | | | | | | | | C8 --- | Q6 | | | | | | | | | | | | ----- ------- - | | | | | | | | ----- C10 | Q2 | +Vout2 | | | | | | | | | | C9 --- | / | | | | / | | | | / | ----- |/ | | | |\\ | | | |\\ | C11 --- | \\ Q1 | | | | \\ | +Vout1 | | | \\ | | ----- | Q7 | | | | |
】 UC3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧 2011-03-19 11:37 转载自分享 最终编辑欧陆变频器 变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包 含在内了。而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。 看一下电路中有几路脉络。 1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏--源极、R4为电源工作电流的通路；R1提供了启动电流；自供电绕组N 2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。 当然，PC1的4脚外接定时元件R2、C2和PC1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。 2、稳压回路：N 3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、PC3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。 当然，PC1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。
3、保护回路：PC1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了IGBT的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。 4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。 对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。另外，要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。如停振故障，也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了PWM脉冲的输出。并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修，某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动”的效果。 开关电源电路常表现为以下三种典型故障现象（结合图3、9）： 一、次级负载供电电压都为0V。变频器上电后无反应，操作显示面板无指示，测量控制端子的24V和10V电压为0V。检查主电路充电电阻或预充电回路完好，可判断为开关电源故障。检修步骤如下： 1、先用电阻测量法测量开关管Q1有无击穿短路现象，电流取样电阻R4有无开路。电路易损坏元件为开关管，当其损坏后，R4因受冲击而阻值变大或断路。Q1的G极串联电阻、振荡芯片PC1往往受强电冲击而损坏，须同时更换；检查负载回路有无短路现象，排除。 2、更换损坏件，或未检测中有短路元件，可进行上电检查，进一步判断故障是出在振荡回路还是稳压回路。 检查方法： a、先检查启动电阻R1有无断路。正常后，用18V直流电源直接送入UC3844 的7、5脚，为振荡电路单独上电。测量8脚应有5V电压输出；6脚应有1V左右的电压输出。说明振荡回路基本正常，故障在稳压回路； 若测量8脚有5V电压输出，但6脚电压为0V，查8、4脚外接R、C定时元件，6脚外围电路； 若测量8脚、6脚电压都为0V，UC3844振荡芯片坏掉，更换。
多路输出反激式开关电源的设计作者：练新平 来源：《科技与创新》2019年第08期
摘要：多路输出反激式开关电源主要是以UC3844作为控制核心，详细设计了缓冲吸收、EMI滤波、启动与驱动、高频变压器等多种具体模块电路，并对开关电源电路参数进行优化设计，验证设计样机的合理性。 关键词：多路输出;反激式开关电源;技术参数;变压器 中图分类号：TN86 文献标识码：A DOI：10.15913/https://www.doczj.com/doc/8f19164534.html,ki.kj ycx.2019.08.058 1 系统设计 l.l 电源设计 此次设计的开关电源技术参数如下：输入电压220V，输出电压+5 V/2A;+24 V/lA;±15 V/0.5A;12 V/0.2A;纹波小于l%;输出功率为52W。该开关电源应用在电机控制中。12V输出绕组为芯片UC3844供电，15V为IGBT逆变器供电，24V为继电器供电;5V绕组为输出绕组， 不仅能够稳压，还能够作为电机控制所应用的数字5V电源。其中Tl为高频变压器，该电路输
入为220V交流，在整桥整流滤波之后，在变压器输入端达到300 V直流电压。经过芯片PWM脉宽控制稳压之后，能够得到5路输出。 1.2 变压器设计 在设计开关电源时需要注重变压器设计，电源性能会直接影响变压器设计合理性。 变压器输出功率和输入功率估算方面，按照输出电压和输出电流设计大小对总输出功率进行计算，公式如下： 通常情况下，KRP数值为0.4，如果交流输入电压为230 V，则数值选取为0.6.单片反激开关电源在CCM模式下连续运行。充分考虑器件资料，则开关电源设计KRP数值选择为0.7. 确定变压器磁芯尺寸。相比于成品电感来说，磁性元件电感在设计期间需要增加气隙从而加强磁芯储存能量的能力，如果不存在气隙，磁芯在存储少量能量之后就会出现饱和。在增加气体比较大，则会相应加多匝数，从而加大绕组铜耗。其次，增加匝数会相应加大绕组占用窗口的面积。因此在实际设计期间需要考虑多种因素，利用下式进行计算： 在变压器设计期间要考虑体积和铜耗问题，因此可以将上式r值设置在0.5，代入公式中可得，磁芯尺寸在7.109 m3。 1.3 选择控制芯片 PWM控制芯片是开关电源的控制核心，此种芯片选择型式比较多，不同型式所对应的工作温度范围也不同，此次设计主要选用UC384x系列。由于单端反激结构存在变压器绕组反电动势，因此，在关断时开关管承受电压为：式（l）中：q为占空比。 1.4 控制芯片驱动电路及计算定时电阻电容 1.4.1 驱动电路 驱动电路电压为16V，在开启电源之后，经整流滤波的交流电能够获得直流电，利用电阻降压后能够为其提供电能，当电压满足16V之后，启动芯片会产生波形驱动信号，与栅极阻尼电阻进行串联。在进入正常运行状态之后，电源变压器副边绕组所产生的交流电经过整流滤处理之后能够为芯片提供电源。因此，在设计期间需要处理好芯片供电问题，对于此次所使用的芯片来说，其供电电路为：输入电压经整流处理之后会通过大阻值电阻向芯片供应电源，电源运行之后会由馈电绕组接替向芯片供电任务。在此期间为了确保芯片运行稳定，需要选择阻值适宜的电阻向芯片提供电源，芯片运行电压在13V左右，为了使其正常运行，则需要确保供电电压数值超过16V。芯片待机电流为0.5 mA，工作电流为10 mA，最大电压为36V。 1.4.2 计算定时电阻和电容
SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ 毕业论文多路输出单端反激式开关电源设计 学院：电气与电子工程学院 专业：电气工程及其自动化 学生姓名： 学号： 指导教师： 2012年6月
摘要 开关电源是一种采用PWM等技术控制的开关电路构成的电能变换装置，它广泛应用于交直流或直直流电能变换中，通常称其为开关电源（Switched Mode Power Supply-SMPS）其功率从零点几瓦到数十千瓦不等，广泛用于生活、生产、科研、军事等各个领域。开关电源因其体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点而逐渐取代传统的线性稳压电源，被誉为高效节能电源，现己成为稳压电源的主导产品。 本课题是设计一个通用的多路输出的反激式开关电源，电源取自220V 市电。本题目设计的开关电源是采用全控型电力电子器件MOSFET作为开关，利用控制开关的导通时间来调整输出电压，主控制芯片采用UC3844实现电压电流双闭环控制，采用PC817、TL431等专用芯片以及其他的电路元件相配合作为反馈电路，使设计出的开关电源具有自动稳压功能。系统工作频率为50kHz，输出7路隔离的电压。 关键词：开关电源，反激式变换器，高频变压器，UC3844
Abstract Switching power supply using the PWM, control switch circuit of the power conversion device, it is widely used in AC to DC or DC to DC can transform, usually called the switching power supply (Switched Mode Power Supply-S MPS) power from zeroranging from a few watts to tens of kilowatts,is widely used in various fields of life, production, research, and military.The switching power supply because of its small size, light weight,high efficiency, stable performance and other advantages of gradually replacing traditional linear power supply, known as energy efficient power supply,has now become the leading product of the power supply. This project is to design a generic multi-output flyback switching power supply,power supply from the 220V mains. Switching power supply design of this topic is the use of full-controlled power electronic devices MOSFET as a switch, control switch conduction time to adjust the output voltage, the main control chip UC3844 PC817, of TL431 dedicated chipand compatible with other circuit elements as a feedback circuit,voltage and current double closed loop control,the design ofswitching power supply with automatic voltage regulation function. The systemoperating frequency 50kHZ, the output voltage of 7 road isolation. Keywords:switching power supply, flyback converter, high-frequency transformer, UC3844
uc3844开关电源工作原理 UC3844是一种常见的开关电源控制芯片，其工作原理是通过PWM（脉宽调制）控制开 关管的通断时间，从而实现电源输出电压的稳定和可控。UC3844芯片主要由比较器、PWM 控制器、参考电压源、误差放大器、内部振荡器及输出级等功能模块组成。 下面我们详细介绍UC3844开关电源的工作原理： 1. 参考电压源和误差放大器 UC3844芯片内置的参考电压源和误差放大器，用于将输出电压与设定值进行比较，并将比较结果作为控制信号反馈到PWM控制器中。 具体来说，参考电压源会将设定值转化为一个固定的电压信号，而误差放大器则会将 输出电压转化为电压信号并与参考电压进行比较。如果输出电压小于设定值，则误差放大 器会输出一个较大的电压信号，反之若输出电压大于设定值，则误差放大器会输出一个较 小的电压信号。这个信号最终被送入PWM控制器，用于调节开关管的通断时间。 2. PWM控制器 PWM控制器是UC3844芯片中最为核心的模块之一，其主要作用是控制开关管的通断时间以实现输出电压的稳定控制。 由于PWM控制器内置内部振荡器，因此其可以产生一个固定的周期和占空比。当误差 放大器输出一个控制信号时，PWM控制器会通过比较器将其与内部振荡器的信号进行比较，并在下一个周期开始时调整开关管的通断时间。如果误差放大器输出的信号大于内部振荡 器信号，则PWM控制器会延长开关管的通断时间，反之则会缩短开关管的通断时间。通过 这样不断调节开关管的通断时间，PWM控制器最终可以实现对输出电压的精确控制。 3. 输出级 输出级是UC3844芯片中用于输出电源的部分，其主要由开关管、电感和输出电容组成。开关管的通断状态由PWM控制器控制，当开关管导通时电流会经过电感储存能量，在开关 管断开时则会释放出来，从而驱动输出电路中的输出电容产生稳定的输出电压。输出级中 还会加入过载保护电路，用于保护电源系统免受过载和短路等情况的影响。 UC3844开关电源的工作原理是通过反馈控制和PWM调制技术实现对输出电压的精确控制，从而保证电源系统的稳定性和可靠性。 除了上述介绍的三个主要模块外，UC3844开关电源还包含一些其它功能模块，如内部电压限制、开关管失控保护、过热保护等，在保证电源稳定和可靠的还增强了电源的安全 性和可靠性。
基于UC3844多路输出开关电源的设计 车保川 【摘要】阐述了一种采用UC3844集成芯片实现的单端反激式开关电源。通过阐述主电路以及控制电路的工作原理，提供了完整的多路输出开关电源设计方案。经测试表明按此方法设计的开关稳压电源可输出5V，12V，＋15V，-15V，24V，该电路实现简单，效率高，可靠性高。 【期刊名称】《济南职业学院学报》 【年(卷),期】2012(000)006 【总页数】3页(P88-90) 【关键词】UC3844;单端反激电路;多路输出;开关电源 【作者】车保川 【作者单位】江苏城市职业学院,江苏常州213001 【正文语种】中文 【中图分类】TN86 1 引言 在工业电子设备中，通常会用到多种电位的电源，所以研制多路输出开关电源是非常有实际意义的。多路输出开关电源可以减小电源的体积，减轻重量，节省成本，具有较强的实用价值。本设计在参考各种开关电源的基础上，采用单端反激作为电源的主电路，控制芯片采用电流型控制芯片UC3844，开关管选择频率较高的
IGBT，为节省变压器体积，频率定位100KHz。为使其适用于多种场合，采用多 个绕组的脉冲变压器以输出多种常用的输出电压，以输出功率定为50W，可满足 大多控制电路需要。 2 主电路设计 本设计主电路的选取单端反激电路，单端反激电路的特点是:电路简单、体积小巧 且成本低。单端反激电路如图1所示。 图1 单端反激电路 其工作原理是:起始时开关K合上，电源给变压器供能，并以磁能的形式储存于变 压器中。N1的极性为上正下负，N2的为上负下正，二极管截止，次边无电流。 然后开关K断开，由于次边无电流输出，在N1自感作用下，N1下端电压超出电源，电感内储蓄了较高的磁能，此时N1极性变为下正上负，由于互感的作用N2的极性变为上正下负，二极管导通，变压器的磁能由N2线圈释放出来，N1线圈的下端电压开始回落。当磁能放出到一定程度，线圈N1下端电压低于电源，电源再给变压器供能，此时N1极性变回为上正下负，开关K又被合上，进入下一个 周期。电路电流电压周期性的变化(初级)使次级负载得到稳定的供电。 3 控制电路设计 本设计的控制电路主要采用UC3844作为控制芯片，开关管选择频率较高的IGBT。UC3844是高性能固定频率电流模式控制器，设计人员提供只需最少外部元件就 能获得成本效益高的解决方案。该集成电路的特点是:具有振荡器，温度补偿的参考，高增益误差放大器，电流取样比较器和大电流输出，具有过压保护和欠压锁定功能，是驱动IGBT的理想器件。通常采用脉宽调制器调节脉宽，以达到调节输出电压的目的;反之，通过反馈的方式，可以把对输出电压的采样信号反馈到脉宽， 调制器中，利用脉宽调制器的特性控制开关电源的开关，从而达到稳定输出的脉宽。 4 多路输出电源设计(如图3)
基于Saber反激式多路输出开关电源的仿真作者：张春录 来源：《中国科技博览》2014年第08期 摘要：通过使用Saber软件，搭建电路级模型，仿真研究反激式开关电源。分析反激式开关电源原理，并与试验样机对比，体现仿真对设计的指导性作用。 关键词：Saber；反激式开关电源；仿真 1.基于UC3844反激式多路输出开关电源的设计 1.1 控制电路设计 整个电路采用电流电压双闭环控制，当光耦中电流增大时，其电压会减少，即输入到1脚的电压减少，从而使得6脚的PWM脉冲占空比也减少。这样，输出电压便会降低；反之，当光耦电流变小时，1脚电压变小，从而6脚输出占空比变大。这样，输出电压便升高。 1.3.1 UC3844外围电路计算 1.启动电阻计算 7脚是其电源端，芯片工作的开启电压为16V，欠压锁定电压为10V，上限为34V，这里设定20V给它供电，用稳压二极管稳压（20V，型号为20B3），同时并联电解电容 （10μ/50V）滤波，其值为10μF。开始时由原边主电路向其供电，电路正常工作以后由副边供电。原边主电路向其供电时需加限流电阻，为了防止输出电压不稳定时较高的电压直接灌入稳压二极管导致其过压烧坏，在输出端给UC3844供电的线路与稳压管相连接处串入一只二极管。 二极管、MOSFET和控制芯片采用Saber中相应的宏模型，然后将上述各个无器件模型和耦合参数组合起来。在原理图编辑器绘制出仿真模型后，需要对电路模型进行直流分析找到直流工作点，在此基础上进行时域的瞬态仿真分析。由于仿真电路中元器件比较多，特别是非线性原件的缘故，在进行瞬态仿真分析时要调整各个仿真参数以便使仿真能够收敛，仿真的时间选择10-20个周期为好，截断误差选择0.1倍的周期。在瞬态仿真完成后在Saber Scope中观测所需要的波形。 开关管的漏源电压波形，从图中可以看出电路工作在断续模式，电压尖峰很小，但有一定的过冲，保证了响应速度，说明缓冲电路的设计是合理的；电流断续，当变压器原边电压在理论上降为零时，实际情况是发生振荡，其原因是变压器释放完了所有能量，开关管的漏源电压从较高的值下降到等于输入电压的值的电平上，这一转变激发了谐振回路，它由杂散电容和原边电感构成，从而产生了一个衰减的振荡波形，并持续到开关管再次导通为止。
UC3844开关电源电路原理分析 引言 UC3844是美国Unitrode公司（已被TI公司收购）生产的高性能电流型脉宽调制器(PWM)控制器。早期的PWM控制器是电压控制型的,常用的电压型PWM控制器有TL494、TL495、SG3524、SG3525等。电压型PWM是指控制器按反馈电压来调节输出脉宽,电流型PWM是指控制器按反馈电流来调节输出脉宽。电流型PWM是在脉宽比较器的输入端,直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较,从而调节占空比,使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。由于结构上有电压环、电流环双环系统,因此,无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特性都有提高,是目前比较理想的新型PWM控制器。 1 电流型PWM控制与电压型PWM控制原理及性能比较 1. 1 电压型PWM控制 电压型PWM控制系统框图如图1所示。电源输出反馈电压U f与基准电压U g比较放大得到误差电压U e,该误差电压再与锯齿波发生器产生的锯齿波信号进行比较,产生占空比变化的矩形波驱动信号。这种结构属于典型的单闭环系统,缺点是控制过程中主电路的电流没有参入输出控制。由于电感的作用,电流滞后于电压的变化,因而系统响应速度慢,稳定性差。 图1 电压型PWM控制系统框图 1. 2 电流型PWM控制 电流型PWM正是针对电压PWM型的缺点发展起来的。它在原有的电压环上增加了电流反馈环节,构成电压电流双闭环控制。内环为电流控制环,外环为电压控制环。无论电流的变化,还是电压的变化,都会使PWM 输出脉冲占空比发生变化。这种控制方式可改善系统的电压调整率,提高系统的瞬态响应速度,增加系统的稳定性。其控制系统框图如图2所示。 图2 电流型PWM控制系统框图 1. 3 电流型PWM控制的优点 a) 电压调整率好。输入电压的变化立即引起电感电流的变化,电感电流的变化立即反映到电流控制回路而被抑制。不像电压控制要经过输出电压反馈到误差放大器,然后再调节的复杂过程,所以响应快。如果输入电压的变化是持续的,电压反馈环也起作用,因而可以达到较高的线形调整率。 b) 负载调整率好。由于电压误差放大器可专门用于控制占空比,以适应负载变化造成的输出电压的变化,因而可大大改善负载调整率。 c) 系统稳定性好。从控制理论的角度讲,电压控制单闭环系统是一个无条件的二阶稳定系统。而电流控制双闭环系统是一个无条件的一阶稳定系统,系统稳定性好。
1、开关电源的功能组成： （1）开关管的驱动电路（UC3844及其外围电路） （2）反馈电路（TL431和光耦PC817） （3）反激式变压器设计 2、设计目标 ●输入：DC 200~500V。 ●电源输出： +24V、50mA 供电给继电器 15 V、450mA 运放、传感器 加7805+8V、1A CPU/DSP、逻辑电路（作反馈） 25V、150mA 六路驱动 20V 50mA 3844供电(开关电源自启动电源) 共计11路输出 3、各功能部分原理 （1）驱动电路部分 驱动芯片使用UC3844或UC3845，引脚功能如下： 引脚1、2是运算放大器输入端。此设计中，光耦的输出直接接UC3844的误差放大器的脚1，而反向输入端脚2直接接地。输出电压反馈直接联接到脚1，而不是脚2，略过了UC3844的内部误差放大器，这使得电源的动态响应更快。 引脚3是限流保护引脚。当引脚电压超过1V时，PWM输出立即被封锁。此处设置变压器原边流不得超过1.5A(变压器峰值电流为1.6A)，由R=U/I得，R187=0.7欧。另外在引脚3加470pf电容滤波。R4、C5构成低通滤波器，将采到的电流信号滤波后供给3脚，提供电流反馈。 引脚4振荡频率设定端。开关管的工作频率为40KHz.由于UC3844内部有个分频器，所以驱动MOSFET功率开关管的方波频率为芯片内部振荡频率的一半，则引脚4应设置为80KHz（UC3844最大振荡频率可为1MHz），根据计算估计公式f=1.7/RC，取R=91K,C=150PF（频率不一定设的很准，可以改变电阻值测定）。 引脚5为模拟地，引脚8是基准电压5V输出端。引脚7是电源供电端，需15-20V。 引脚6是PWM输出端。经一个限流电阻(100欧/0.25W)限流后驱动功IGBT，为保护功率IGBT，在脚6并联一支15V的稳压二极管。
】 3844组成的变频器维修技术之开关电源电路图及维修技巧 2011-03-19 11:37 转载自分享 最终编辑欧陆变频器 变频器的开关电源电路完全可以简化为上图电路模型，电路中的关键要素都包含在内了。而任何复杂的开关电源，剔除枝蔓后，也会剩下上图这样的主干。其实在检修中，要具备对复杂电路的“化简”的能力，要在看似杂乱无章的电路伸展中，拈出这几条主要的脉络。要向解牛的庖丁学习，训练自己的眼前不存在什么整体的开关电源电路，只有各部分脉络和脉络的走向——振荡回路、稳压回路、保护回路和负载回路等。 看一下电路中有几路脉络。 1、振荡回路：开关变压器的主绕组N1、Q1的漏源极、R4为电源工作电流的通路； R1提供了启动电流；自供电绕组N2、D1、C1形成振荡芯片的供电电压。这三个环节的正常运行，是电源能够振荡起来的先决条件。
当然，1的4脚外接定时元件R2、C2和1芯片本身，也构成了振荡回路的一部分。 2、稳压回路：N 3、D3、C4等的+5V电源，R7—R10、3、R5、R6等元件构成了稳压控制回路。 当然，1芯片和1、2脚外围元件R3、C3，也是稳压回路的一部分。 3、保护回路：1芯片本身和3脚外围元件R4构成过流保护回路；N1绕组上并联的D2、R6、C4元件构成了的保护电路；实质上稳压回路的电压反馈信号——稳压信号，也可看作是一路电压保护信号。但保护电路的内容并不仅是局限于保护电路本身，保护电路的起控往往是由于负载电路的异常所引起。 4、负载回路：N3、N4次级绕组及后续电路，均为负载回路。负载回路的异常，会牵涉到保护回路和稳压回路，使两个回路做出相应的保护和调整动作。 振荡芯片本身参与和构成了前三个回路，芯片损坏，三个回路都会一齐罢工。对三个或四个回路的检修，是在芯片本身正常的前提下进行的。另外，要像下象棋一样，用全局观念和系统思路来进行故障判断，透过现象看本质。如停振故障，也许并非由振荡回路元件损坏所引起，有可能是稳压回路故障或负载回路异常，导致了芯片内部保护电路起控，而停止了脉冲的输出。并不能将和各个回路完全孤立起来进行检修，某一故障元件的出现很可能表现出“牵一发而全身动”的效果。 开关电源电路常表现为以下三种典型故障现象（结合图3、9）：