基于UC3844的多路输出双管正激电源设计
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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。
多路输出反激式开关电源设计要点多路输出反激式开关电源设计摘要:以UC3844芯片为控制核心,设计并制作了多路输出反激式开关电源。
完成了多路输出反激式开关电源系统设计,完成具体模块电路详细设计,包括 EMI 滤波电路、前级保护和整流桥电路、缓冲吸收电路、高频变压器、UC3844的启动与驱动电路、电流检测和过流保护电路等。
合理选择、设计和分配了开关电源各电路参数;设计出电路原理图,根据设计规范制作出 PCB,并组装出电源样机,最后对设计的样机进行测试验证。
开关电源样机输出电压稳定性较高,输出电压纹波较小,符合设计规范小于80mV 的要求;样机整体测试结果表明,电源各项指标均符合要求,输出稳定,性能较好。
关键词:开关电源;反激式;UC3844;模块化Design of Multi-output Flyback Switching Power SupplyAbstract: It was designed and produced a set of multiple output fly-back switching power supply, using the chip UC3844 as the control core. The design of the system and specific module circuits was completed. The module circuits include EMI filter circuit, level protection and bridge rectifier circuit, snubber circuit, high frequency transformer, start and drive circuit of UC3844, current sensing and over-current protection circuit. The parameters of switching power supply circuit were chose, designed and distributed reasonably. According to the schematic circuit design and design specifications, we produced the PCB, and assembled the prototype of power supply, also finished the test in the final.The higher stability of the output voltage of the switching power supply prototype, the output voltage ripple is small, meet the design specifications to the requirements of less than 80mV; The prototype of the overall test results show that the power of the indicators are in line with the requirements, output stability, better performance.Keywords: switch power supply;flyback;UC3844;Modular目录1 概述 01.1 课题研究背景与意义 01.2 课题设计内容 02 反激式开关电源系统分析 02.1 反激变换器工作原理分析 02.2 控制电路分析 (2)2.3 系统整体架构 (4)3系统设计 (5)3.1 变压器设计 (5)3.2 控制芯片选择 (11)3.3 控制芯片驱动电路及定时电阻电容计算 (13)3.4 缓冲吸收电路 (17)3.5 前置保护电路 (18)3.6 EMI滤波电路选择与设计 (18)3.7 输入整流滤波电路 (19)3.8 反馈电路设计 (21)3.9电流检测和过流保护电路 (22)3.10 软启动电路 (23)3.11 MOS管瞬态抑制保护电路 (24)4 系统调试 (24)4.1 硬件调试 (24)4.2 空载输出电压波形测量 (25)4.3 纹波测量与分析 (25)5 结束语 (29)参考文献 (30)致谢 (31)附录 (32)附录1 多路输出反激式开关电源原理图 (34)附录2 多路输出反激式开关电源PCB图 (35)附录3 多路输出反激式开关电源系统元器件清单 (36)多路输出反激式开关电源设计1 概述1.1 课题研究背景与意义随着电力电子技术的高速发展,电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切,而电力电子设备都离不开可靠的电源,其供电一般采用开关电源。
目录1 概述 (1)1.1基本定义 (1)1.2技术指标 (2)1.3目前的研究现状 (3)2 方案论证 (5)3 正激式变换器拓扑分析 (6)3.1基本结构 (6)3.3正激式拓扑分析 (7)3.3.1 基本工作原理 (7)3.3.2 选择电路器件的类型 (8)4 输入回路的设计 (10)4.1原理电路 (10)4.2设计中的模块 (10)5 整流变压器的设计 (14)5.1变压器概述 (14)5.1.1 与变压器相关的一些基本概念 (15)5.2开关电源变压器用料介绍 (16)5.3变压器设计 (18)5.3.1 变压器参数的设计 (18)5.3.2 变压器绕制方法 (19)6 输出回路的设计 (22)6.1电感的设计 (22)6.2滤波电容设计 (24)7 附加电路 (25)7.1软启动电路 (25)7.2反馈控制电路 (26)7.4驱动电路 (27)7.4保护电路 (27)7.5功率因数校正 (28)7.6效率改善 (28)8 设计规范 (29)8.1部份零件电气余量使用标准 (29)8.2零件摆放问题 (29)8.3CASE设计问题 (30)8.4散热片设计问题 (30)8.5DFX的基本原则 (30)9 总电路及PCB (32)9.1电路图 (32)9.2电路的PCB图 (32)10 电源的性能测试 (33)10.1效率 (33)10.2 输入电压变化,输出电压变化 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录 (36)1元件清单.................................................................................错误!未定义书签。
2原理图 (36)3原理图的PCB图 (37)1 概述1.1 基本定义1.1.1 开关电源应用半导体器件作为开关(通常是晶体管或MOSFET),将一种电源形态转变成另一种电源形态,并在转变时利用自动控制稳定输出且有保护环节的电源称为开关电源。
开题报告电子信息工程基于UC3843的反激式开关电源设计一、综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义伴随着计算机和电子技术的高速发展,电子设备的越来越小型化以及低成本化,这促使电源朝着轻、薄、小和高效率的方向发展。
上个世纪50年代,美国宇航局就以小型化、重量轻为目标,为搭载火箭设计了开关电源。
在将近半个多世纪的发展过程中,开关电源由于具有体积小、重量轻、效率高、发热量低、性能稳定等优点从而逐渐取代传统技术制造的连续工作电源,并在电子整机与设备中得到了广泛的应用。
开关电源是采用功率半导体器件作为开关,通过调整开关的占空比控制输出电压,以功率晶体管(GTR)为例,在开关管饱和导通时,集电极和发射集两端的压降近似零;在开关管截止时,其集电极电流为零。
所以它的功耗小,效率可以高达70%~95%。
由于功耗很小,所以散热器也随之减小。
开关型稳压电源是直接对电网电压进行整流,滤波,调整,然后再由开关调整管来进行稳压,不需要电源变压器。
而且开关工作频率为几十千赫,滤波电容、电感器的数值很小,所以,开关电源就具有质量轻、体积小等优点,此外,由于开关电源的功耗小,机内温升较低,提高了电源的稳定性和可靠性。
在20世纪80年代,计算机已经全面实现了开关电源化,领先完成了计算机的电源换代。
在20世纪90年代,开关电源广泛的应用于电子、家电领域,开关电源进入了蓬勃发展时期。
到21世纪初,全世界开关电源的市场规模已经达到了166亿美元。
在我国,改革开放后,由于通信、家电等领域的迅猛发展,推动了电源市场的发展。
预计中国开关电源市场总额在70亿元人民币以上。
开关电源的基础是电力电子技术,它运用了功率变换器把电能进行变换,经过变换的电能就可以满足各种用电的要求。
由于其高效节能可以给我们带来巨大的经济效益,所以得到了社会各方面的重视从而能够得到推广。
开关电源的发展取决于各方面的因素。
功率半导体器件与变压器的发展都是开关电源发展的关键。
uc3844开关电源电路图汇总(反激式变换电路/高频变压器/电流反馈电路)uc3844应用电路图(一)主电路图1是所设计电源的原理图,主电路采用单端反激式变换电路,220V交流输入电压经桥式整流、电容滤波变为直流后,供给单端反激式变换电路,并通过电阻R1、C2为UC3844提供初始工作电压。
为提高电源的开关频率,采用功率MOSFET作为功率开关管,在UC3844的控制下,将能量传递到输出侧。
为抑制电压尖峰,在高频变压器原边设置了RCD缓冲电路。
UC3844外围电路设计UC3844内部主要由5.0V基准电压源、振荡器(用来精确地控制占空比调节)、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET 的大电流推挽输出电路等构成。
UC3844的典型外围电路如图2所示,图中脚7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,同时并联电解电容滤波,其值为10uF。
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,考虑发热及散热条件,其值取为62kΩ/5W,为了防止输出电压不稳定时较高的电压直接灌人稳压二极管,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。
脚4接振荡电路,产生所需频率的锯齿波,工作频率为=1.8/CTRT,振荡电阻RT和电容CT的值分别为100kΩ、200pF。
脚8是其内部基准电压(5V),给光耦副边的三极管提供偏压。
脚2及脚1为内部电压比较器的反相输入端和输出端,它们之间接一个15kΩ的电阻构成比例调节器,这里采用比例调节而不用PI调节的目的是为了保证反馈回路的响应速度。
脚6是输出端,经一个限流电阻(22Ω/0.25w)限流后驱动功率MOSFET(IRF840($0.6202)),为保护功率MOSFET,在脚6并联一支15V的稳压二极管。
xx大学毕业设计(论文)基于UC3842的开关稳压电源的设计摘要随着电力电子技术的发展以及创新,使得开关电源这一项技术也在不断地发展与创新,由于这一成本反转点日益向低输出电力端的移动,为开关电源提供了广阔的发展空间。
电源设备用以实现电能变换和功率传递,是各种电子设备正常工作的基础,而高频高效小型开关电源又是开关电源发展的必然趋势,在通信、军事装备、交通设施、仪器仪表、工业设备、家用电器等领域得到了越来越多的广泛应用。
开关电源是利用现代电力电子技术,控制开关管开通和关断的时间比率,维持稳定输出电压的一种电源,开关电源一般由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。
开关电源和线性电源相比,二者的成本都随着输出功率的增加而增长,但二者增长速率各异。
线性电源成本在某一输出功率点上,反而高于开关电源,这一点称为成本反转点。
设计论文主要是利用一种性能优良的电流控制型脉宽调制器UC3842。
假如由于某种原因使输出电压升高时,脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。
UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于制作20~80W小功率开关电源。
关键词:开关电源;UC3842;脉宽调制xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计AbstractAlong with the Power electronic technology development and innovation,it make that technology Switching power supply is always in the way of developing and innovating, whit the cost of inversion points increasingly to the low output power end mobile,make the Switch power supply provide a broad space for development.Power equipment used to achieve the power conversion and power transmission,which is basic to the various electronic devices working normally,and the high frequency and high efficient small switching power supply is an inevitable development trend,which is used more and more in communications,militaryequipment,transportacilities,instrumentation,insustrial equipment,household appliances and other ares.Switching power supply use the Modern electronic technology to control the turn-on and turn-off time ratio,maintain the stability of the output voltage of Power supply.Switching power supply used by Pulse width modulation(PWM)Control IC and MOSFET. Switching power supply and Linear power comparison,they are cost's as the Output Power increases,But their growth is different.Linear power supply costs in Certain output power point,is higher than Switching power supply.This point is called Cost inversion point.Design thesis is mainly using a kind of high performance current control Pulse width modulation UC3842.If some reasons make the output voltage rise,Pulse width modulator can change the drive signal pulse width,the Duty ratio D,the chopper after the average voltage drop,to achieve the goal of stabilizing voltage,The reverse is also true.UC3842 Can directly drive MOSFET,IGBT and so on.Suitable for the production of 20~80W Small power switch power supply.Key Words:Switching power supply,UC3842,Pulse width modulationxx大学毕业设计(论文)目录基于UC3842的开关稳压电源的设计 (I)摘要 (I)目录 (III)插入图表 (V)引言 (VI)第1章绪论 (1)1.1课题背景与意义 (1)1.2课题研究历程与现状 (1)1.3本课题的研究内容与目标 (2)第2章开关电源的基本工作原理与电路结构 (3)2.1开关电源概述 (3)2.1.1开关电源的工作原理 (3)2.1.2 开关电源的组成 (5)2.1.3 开关电源的特点 (5)2.2 DC-DC变换电路拓扑概述 (7)2.2.1 单端反激式电压变换器 (7)2.2.2 推挽式电压变换器 (7)2.2.3 单端正激式电压变换器 (8)2.2.4 半桥变换器 (9)2.2.5 全桥变换器 (9)第3章高频变压器设计 (11)3.1 “黑箱”预先估计 (11)3.2 设计反激式变压器 (11)第4章控制单元的选择 (14)4.1 UC3842的简介 (14)4.1.1 UC3842的封装形式 (14)4.1.2 UC3842内部电路框图介绍 (14)4.1.3 UC3842的工作原理 (15)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计4.1.4 UC3842功能介绍 (16)4.2UC3842外围电路设计 (17)4.2.1工作频率设计 (17)第5章开关电源设计 (18)5.1 开关器件的选择 (18)5.1.1 开关器件的特征 (18)5.1.2 器件TL431 (18)5.1.3 电力二极管 (19)5.1.4 光耦PC817 (20)5.2 启动电路和PWM脉冲控制驱动电路 (22)5.2.1启动电路设计 (22)5.2.2 PWM脉冲控制驱动电路设计 (22)5.3 输入滤波电路 (23)5.4 输出滤波电路的设计 (23)5.4.1输出滤波电容的设计 (23)5.4.2死区电阻的设计 (24)5.5 过流保护电路 (25)5.6 电压反馈电路 (25)5.7开关电源总电路图及工作过程分析 (27)5.7.1工作过程与原理分析 (27)结论与展望 (29)致谢 (30)参考文献 (31)附录A外文文献与译文 (32)A.1 英文原文 (32)A.2译文 (34)附录B AWG导线规格表 (36)xx大学毕业设计(论文)插入图表图2-1 开关电源电路框图 (3)图2-2 开关电源的工作原理 (4)图2-3 开关电源工作波形 (4)图2-4 开关电源的基本组成 (5)图2-5 开关型稳压电源的原理电路 (5)图2-6 单端反激式电压变换电路 (7)图2-7 推挽式电压变换电路 (8)图2-8 单端正激式电压变换电路 (8)图2-9 半桥变换电路 (9)图2-10 全桥变换电路 (9)图4-1 UC3842外形图和管脚排列图 (14)图4-2 UC3842内部电路框图 (15)图4-3 RT和振荡频率的关系曲线 (16)图4-4 输出静区时间和振荡频率的关系曲线 (16)图5-1 TL431的引脚 (19)图5-2 TL431的功能模块示意图 (19)图5-3 PC817的内部结构 (20)图5-4 PC817集射电压Vce与正向电流If的关系 (21)图5-5 与TL431配合的电源反馈电路 (21)图5-6 启动和启动和PWM脉冲控制驱动电路 (22)图5-7 输入滤波电路 (23)图5-8 输出滤波电路 (24)图5-9 电压反馈回路 (26)图5-10 开关电源总电路图 (27)xx 基于UC3842的开关稳压电源的设计引言电源在一个典型系统中担当者非常重要的角色。
基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现共3篇基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现1多端反激式开关电源是现代电子设备中广泛应用的一种电源,其特点是功率密度高、效率高、成本低,且能够适应多种电压等级的电子元器件。
本文将介绍基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现。
开关电源的基本原理是将来自市电的交流电转化为直流电,并通过电感和电容构成的滤波电路,提供带有稳定直流电压和电流的电源。
反激式开关电源是一种常见的开关电源拓扑结构,它通过电容和电感构成的反激电路来实现AC/DC转换。
UC3842是一款常用的控制集成电路,它能够对开关管的开关频率、占空比、电压反馈等进行精确控制,以保证反激式开关电源的工作稳定性和高效性。
该芯片还具备过流保护、过温保护等功能,非常适合用于电源控制电路中。
设计多端反激式开关电源的第一步是确定电路的架构和元器件。
通常根据输出功率、输出电流、转换效率等因素综合考虑,选择合适的电容、电感、二极管、开关管等元器件。
在此基础上,根据UC3842的控制信号要求,设计控制电路和反馈回路。
控制电路的设计是多端反激式开关电源设计的关键之一。
UC3842需要提供稳定的控制信号,以保证开关管工作的可靠性和高效性。
控制电路包括电流采样电路、电压采样电路等,可通过适当的电路参数设计和优化,提高控制系统的响应速度和稳定性。
反馈回路是另一重要的电路模块,它通过采集输出电压和电流信息,实现对开关管的控制。
反馈回路需要满足精度高、响应速度快的要求,以提高多端反激式开关电源的工作效率和准确性。
在确定电路架构和元器件之后,多端反激式开关电源的实现需要进行优化和验证。
这包括元器件的选型和参数设计、电路板的布局和线路走线、电磁兼容(EMC)测试等。
在实现过程中,还需要对反馈回路和控制电路进行修整和验证,并对开关电源的电源输出特性进行测试和分析。
总的来说,基于UC3842的多端反激式开关电源的设计和实现需要综合考虑多种因素,包括稳定性、效率、成本等。
基于UC3844的反激开关电源设计引言随着现代科技的飞速发展,开关电源正朝着小、轻、薄的方向发展。
反激变换器因具有电路拓扑简单、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,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。
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。