基于UC3845双管正激开关电源研究设计

用uc3845b 设计开关电源实例Switching power supplies are widely used in various applications due to their high efficiency and compact design. One of the most common and popular control ICs used for designing switching power supplies is the UC3845B. This IC is known for its versatility and ease of use in various topologies such as flyback, forward, and boost.开关电源由于高效率和紧凑的设计而被广泛应用于各种领域。

在设计开关电源时常用的一个控制IC是UC3845B。

这个IC以其在飞行、正转和升压等各种拓扑结构中的通用性和易用性而闻名。

The UC3845B is a current mode PWM controller that operates at a fixed frequency and has a voltage feedforward design for improved transient response. It also has built-in soft start and frequency jitter features for reduced EMI emissions. These advanced features make the UC3845B a popular choice for designing efficient and reliable switch mode power supplies.UC3845B是一个固定频率工作的电流模式PWM控制器，具有电压前馈设计以提高瞬态响应。

第15卷　第2期上　海　工　程　技　术　大　学　学　报V ol.15N o.22001年6月 JOURNA L OF SH ANG H AI UNI VERSITY OF E NGI NEERI NG SCIE NCE Jun.2001收稿日期:2000-09-21应用集成芯片UC3845构成高频开关电源林蔚天　焦　斌(上海电机技术高等专科学校　上海　200240)摘　要 叙述单端反激式原理、电流控制型电路优点、UC3845芯片特点,提出了一个实用的高频开关电源。

关键词　开关电源　单端反激式　电流控制型中图分类号　T N 710.2文献标识码　A 近年来,电子电源技术不断向高频化、线路简单化和控制电路集成化方向发展。

80年代兴起的高频开关电源是电源技术领域的新课题。

特别是M OS 功率场效应晶体管及双极型晶体管的出现,使得电源的开关频率提高到100～700kH z 。

本文中提出的采用UC3845的开关电源,频率可达200kH z ,效率大为提高,而体积和重量大为减少。

1　单端反激式变换器图1　单端反激式变换器电路单端晶体管直流变换器具有线路简单的特点,它只用一只晶体管、一个变压器以及电容、二极管组成。

单端反激式变换器电路如图1所示。

当VT 1基极输入一脉冲信号驱动而导通时,输入电压V i 便加到变压器FT 的初级绕组N 1上,由于变压器对应端的极性,次级绕组N 2为下正上负,二级管VD 1截止,次级绕组N 2中没有电流流过。

当VT 1截止时,N 2绕组电压极性变为上正下负,二级管VD 1导通,此时VT 1导通期间储存在变压器中的能量便能过二级管VD 1向负载释放。

在工作过程中变压器起了储能用的电感作用。

2　电流控制型原理 早期开关电源的控制电路多采用电压控制方式,如SG 3525,T L494等。

电压控制型电路工作原理如图2所示,同相端接给定V g ,反相端反馈电压V f ,放大器输出误差电压V e 。

星用基于UC1845多路输出双管反激开关电源设计作者：刘鑫王卫国刘克承张乾来源：《现代电子技术》2014年第02期摘要：为了解决航天器DC/DC变换器高压输入多路输出时，开关管电压应力以及多路输出稳定度问题，设计了一种基于UC1845的多路输出双管反激开关电源。

主电路采用双管反激式变换器，使主开关管上的电压应力仅为输入电压Vin，满足航天器高可靠性的应用需求；同时电路采用磁隔离反馈稳压控制，通过一个反馈控制量实现多路输出，输出端配合应用低压差三端稳压器，各路输出负载稳定度优于±1%。

控制电路采用电流型控制器UC1845，其具有电压调整率高、负载调整率高和瞬态响应快等优点。

实验结果表明，该电源安全可靠、稳定性好、纹波小、效率高，达到了设计要求。

关键字：开关电源；双管反激； UC1845；多路输出中图分类号： TN964⁃34 文献标识码： A 文章编号： 1004⁃373X（2014）02⁃0159⁃040 引言随着器件、工艺水平的飞速发展，开关型功率变换器已发展成高效、轻型的直流电源，空间飞行器（星、箭、船等）DC/DC变换器（又称二次电源）也采用该项技术。

主要原因是卫星电子设备对电源的效率、重量、体积和可靠性的要求越来越高，而传统的线性电源方案几乎无法满足飞行器系统的需要。

在各种类型的DC/DC变换器中，PWM型DC/DC变换器因结构种类多，技术领先，便于实现，已经得到广泛应用[1]。

在航天应用领域开关电源的多种拓扑中，可用于100 V高压母线输入多路输出的开关电源，大多数采用的是两级式变换器，如Buck+推挽两级式变换器，先通过Buck电路将母线电压降压，这样母线电压要经过二次调整，使电压调整率降低；再从器件数量上来说，两级拓扑，功率开关管至少需要3个，电源体积大且功率密度低，从整体分析不是很理想；而对于可以承受高压输入的双管正激开关电源来说，电路结构相对简单，但其不适合用于多路输出的场合，输出交叉调整率较低，稳定度差；适合用于中小功率多路输出DC⁃DC变换器的电路拓扑还有是单管反激电路，其电路结构简单，成本低，但在高输入电压场合中单管反激电路主开关管的电压应力非常高，选用200 V耐压的MOSFET管根本无法满足Ⅰ级降额的要求，如果选用更高耐压的MOSFET管，由于其导通电阻更高，势必影响电源的转换效率，同时还可能带来真空环境下的低气压放电问题。

基于UC3845的反激式开关电源设计- 工程师不可不知的开关电源关键设计（四）[导读]牵涉到开关电源技术设计或分析成为电子工程师的心头之痛已是不争的事实，由于广大工程师网友对前两期的热烈反响，电子发烧友再接再厉推出《工程师不可不知的开关电源关键设计关键词：电子发烧友电源技术开关电源电磁兼容牵涉到开关电源技术设计或分析成为电子工程师的心头之痛已是不争的事实，由于广大工程师网友对前两期的热烈反响，电子发烧友再接再厉推出《工程师不可不知的开关电源关键设计》系列三和工程师们一起分享，请各位继续关注后续章节。

一、开关电源的电磁兼容性技术分析1 引言电磁兼容是一门新兴的跨学科的综合性应用学科。

作为边缘技术，它以电气和无线电技术的基本理论为基础，并涉及许多新的技术领域，如微波技术、微电子技术、计算机技术、通信和网络技术以及新材料等。

电磁兼容技术应用的范围很广，几乎所有现代化工业领域，如电力、通信、交通、航天、军工、计算机和医疗等都必须解决电磁兼容问题。

其研究的热点内容主要有：电磁干扰源的特性及其传输特性、电磁干扰的危害效应、电磁干扰的抑制技术、电磁频谱的利用和管理、电磁兼容性标准与规范、电磁兼容性的测量与试验技术、电磁泄漏与静电放电等。

电磁兼容的英文名称为Electromagnetic Compatibility，简称EMC。

所谓电磁兼容是指设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一起执行各自功能的共存状态。

这里包含两层意思，即它工作中产生的电磁辐射要限制在一定水平内，另外它本身要有一定的抗干扰能力。

这便是设备研制中所必须解决的兼容问题。

电磁兼容技术涉及的频率范围宽达0 GHz ~400GHz，研究对象除传统设备外，还涉及芯片级，直到各种舰船、航天飞机、洲际导弹甚至整个地球的电磁环境。

电磁兼容三要素是干扰源（骚扰源）、耦合通路和敏感体。

切断以上任何一项都可解决电磁兼容问题，电磁兼容的解决常用的方法主要有屏蔽、接地和滤波。

基于UC3845芯片的开关稳压电源设计方案本文介绍了一种基于UC3845芯片的开关稳压电源设计方案。

该开关电源通过单片机控制数／模电路进行输出电压调节，采用合理有效的滤波和稳压元件配合UC3845芯片工作。

该电源产品的DC—DC 转换效率高达91％，输出纹波电压小于0．45V。

在该设计中，修改并确认了UC3845芯片的振荡频率系数的计算方法，提出了改善输出信号波形的具体有效措施。

其低成本、高效高质的电路设计以及产品的调试方法具有一定的推广价值。

开关电源具有功耗小，效率高，稳压范围宽，体积小等优点，在通信设备、家用电器、仪器仪表等电子电路中应用广泛。

本文设计的开关电源要求只有一组输出电压，输出电压调节范围在25～36V之间，输出电压纹波不超过0．8V，输出最大功率不低于70W。

在开关电源的各种典型结构中，反激式开关电源硬件电路简单，输出电压既可高于输入电压，又可低于输入电压，非常适合用于输出功率在200W以下的开关电路。

因此设计方案采用了非隔离式反激变换器构成开关电路，选用电流模式控制芯片UC3845为功率开关管提供驱动电流，实现宽幅稳压和高效转换的功能。

1非隔离反激式变换器电路原理反激式变换器有两种不同形式，非隔离反激式变换器(见图1)和隔离反激式变换器(见图2)。

非隔离反激式变换器只有一个输出电压，适合于只有一组输出且不用隔离的电源，变换器只需要处理一个绕组电感。

隔离反激式变换器可以在变压器次级有多个绕组，方便地输出多组与输入电压隔离的输出电压，并且可以通过调节变压器的变比得到大小不同的输出电压。

但与非隔离反激式变换器相比，多个绕组的变压器磁芯元件将是电源设计中的一大关键。

对于非隔离反激式变换器，输出电压和输入电压没有隔离，输出电压不低于输入电压。

在一个开关周期内，开关导通时，电压加在电感上，电流以某斜率上升，并储存能量在电感中；当开关关断的时候，电感电流经过二极管放电。

2 UC3845工作原理介绍UC3845是安森美半导体公司的高性能固定频率电流模式控制器。

基于UC3845的横机专用4路输出大功率开关电源目录一横机专用开关电源背景二横机专用开关电源系统级分析2.1技术指标2.2拓扑结构2.21反激式开关电源2.22正激式开关电源2.3工作模式2.31DCM模式2.32CCM模式2.4系统框架三横机专用开关电源电路级设计3.1主回路3.11输入保护电路3.12降功耗的EMI滤波电路3.13整流电路3.14输出电路3.2 13V辅助输出电路3.21高频变压器3.22钳位电路3.23反馈电路3.24控制电路3.25输出电路3.3 24V输出电路3.31高频变压器3.32钳位电路3.33反馈电路3.34控制电路3.35输出电路3.4 12V输出电路3.41高频变压器3.42钳位电路3.43反馈电路3.44控制电路3.45输出电路3.5 5V输出电路3.51高频变压器3.52钳位电路3.53反馈电路3.54控制电路3.55输出电路四实验附录A电路原理图附录B PCB和实物一、横机电源背景21 世纪是建设可持续发展的社会，提倡的是节约资源，提高能效，环境友好。

由于开关电源在体积、重量、功能和能耗等方面有显著优势，而且稳定性很高，因此它正广泛应用于通信、航天、家电等领域。

随着技术的发展，高功率密度、高变换效率、高可靠性、低污染己成为开关电源的发展方向。

本设计开关电源是为满足针织横机的供电需要，基于当前流行的单片集成开关电源芯片UC3845设计的一款四路集成电源。

该电源可靠性高、功率密度大、抗干扰能力、输出电压稳定，高效率、体积小等特点。

为用户节约了安装空间，方便了用户的安装使用，提高了人工的安装效率。

二、横机专用开关电源系统级分析2.1 技术指标四路集成电源技术指标序号技术参数备注1 电源输入：AC220V单相输入A 误差范围175V ~ 275VB 电源频率50Hz±10%2 电源输出：V1：5V6A、V2：12V5A、V3：24V14.6A、V4：24V14.6A。

交错并联式双管正激变换器及其控制电路摘要本文主要研究了交错并联式双管正激变换器及其控制电路。

相比于其他隔离式DC/DC变换器，交错并联结构的双管正激变换器有自动实现励磁能量的回馈，结构简洁等优点。

同时，其主功率管只需承受电源电压，从而选择面更广。

此外，其并联结构缩小了输出滤波电感的体积，降低了器件的应力，从而进一步减小了损耗。

在控制电路的设计方面，考虑到电源输出电压围的可控性，本文采用电压反馈控制方式，选用UC3825型脉宽调制器。

本文列举了DC/DC变换的各种拓扑，比较了四种PWM控制模式，分析了交错并联式双管正激变换器的工作原理及其工作过程，详细推导并建立了带有电压反馈控制的双管正激变换电路的小信号模型，设计了补偿网络，给出了主电路和控制电路的工程计算。

最后，对系统进行频域、时域仿真，并给出相关分析。

关键词：双管正激变换器、电压反馈控制、小信号模型、补偿网络、仿真AbstractThis paper studies the parallel dual interleaved forward converter and its control circuit. Different to other isolated DC/DC converters, the parallel dual interleaved forward converter can feedback excitation energy automatically, also, simple structure is the one of the system’s advantages. Meanwhile, the power switches only need to work just under the main power voltage, which makes the designers have a wider range of choosing the power switches. In addition, the parallel structure reduces the volume of the output filter inductance, reducing the stress of the device, thereby, further reducing the loss. In the control circuit design, taking into account of the controllability of the range of the output voltage, we use voltage feedback control method, and chose the UC3825 voltage pulse width modulator. This article lists the DC/DC conversion of the various topologies, makes a comparison of the four PWM control modes, analyzes the parallel dual interleaved forward converter’s operating principle and working process, derives in detail and establish the small signal model, designs the compensation network, and carries out the main circuit’s and control circuit’s engineering calculation. Finally, this paper makes the system frequency and time domain simulation, and make some correlation analysis.Key words:dual forward converter, voltage feedback control, small signal model, compensation network, simulation目录摘要 (I)Abstract (I)目录.............................................................. I I 第1章绪论 (1)1.1开关电源概述 (1)1.2本课题研究意义 (1)1.3隔离式DC/DC变换拓扑列举 (2)1.4反馈控制模式分类 (4)1.5本课题方案研究 (7)1.5.1功率电路选择 (7)1.5.2控制电路的选择 (8)1.6本文研究的主要容 (8)1.7本章小结 (8)第2章功率电路状态分析及其参数设置 (9)2.1功率电路结构及其工作原理分析 (9)2.1.2电路结构分析 (9)2.1.2功率电路工作原理分析 (9)2.2主电路参数设计 (14)2.2.1技术指标 (14)2.2.2功率电路变压器设计 (15)2.3.3主功率开关管的选择 (19)2.3.4二极管的选择 (19)2.3.5输出滤波电感的选择 (20)2.3.6输出滤波电容的选择 (21)2.4本章小结 (21)第3章系统建模与控制电路的设计 (22)3.1功率电路建模 (22)3.1.1小信号模型的建立 (22)3.1.2标准型等效电路的建立 (25)3.2电压控制脉宽调制器建模与系统稳态传递函数的建立 (28)3.2.1电压控制型开关调节电路原理介绍 (28)3.2.2脉宽调制器的数学模型 (28)3.2.3电压控制系统原始回路稳态传递函数的建立 (29)3.2.4补偿网络的设计 (31)3.3控制电路结构 (34)3.3.1 UC3825外围电路 (34)3.3.2主功率管驱动电路 (36)3.3.3过流保护电路 (37)3.4本章小结 (38)第4章电路仿真 (39)4.1仿真软件简介 (39)4.2系统时域仿真 (40)4.2.1时域仿真电路及其波形 (40)4.2.2时域仿真分析 (44)4.3本章小结 (45)结论 (46)参考文献 (47)致 (50)附录 (1)第1章绪论1.1 开关电源概述随着电力电子技术的飞速发展，固态化静止型功率变换电源已经发展成为电力电子技术的三大应用领域之一(另两个是“运动控制”和“电力品质控制”)。

基于UC3845的单级反激式开关电源的设计毕业论文2015届毕业设计(论文)资料基于UC3845的单级反激式开关电源的设计教学部: 机电信息工程教学部专业: 电气工程及其自动化学生姓名: 朱赟学号1112180114 班级: 电气1101 助教职称的填写在第二行;如只有一位指指导教师姓名: 肖强晖职称研究员级高工导教师则去掉第二行，如有三位教师，职称则再添加一行最终评定成绩:2015年 5 月- 1 -湖南工业大学科技学院毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的毕业论文，题目《基于UC3845的单级反激式开关电源的设计》是本人在指导教师的指导下，进行研究工作所取得的成果。

对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文章以明确方式注明。

除此之外，本论文任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。

本人完全意识到本声明应承担责任。

作者签名:日期: 年月日摘要随着电力电子技术的迅速发展，开关电源以其小体积，高效率等优点而得到广泛运用。

传统开关电源普遍采用的是电压型脉宽调制(PWM) 技术，它有较多的自身缺陷,比如稳定性不好、寿命短、响应速度慢,，而且当用于大功率应用时，信号变化大会产生干扰,还会造成功率管损坏等故障。

而对于一个既实用又稳定可靠的开关电源而言,核心控制电路模块是其整个开关电源是否能够真正达到稳定可靠的关键所在。

论文采用单端输出的电流型控制芯UC3845作为本设计开关电源的核心控制器。

这种芯片基于电流型PMM技术。

相比电压型PWM，电流型PWM具有更好的负载调整率和电压调整率,系统的动态特性和稳定性也得以显著改善，特别是其内在的限流能力和并联均流能力使整个控制电路变得简单可靠。

通过对峰值电流控制模式进行分析和计算,利用电流控制模式进行外环电压信号采样和内环电流信号采样,通过简单而有效的斜率补偿电路和驱动电路,可实现电路的过流保护,磁通平衡,负载调整率等,具有动态响应速度快和内环电流环工作稳定特点。

目录一、目的 (3)二、内容 (3)一．主电路工作原理及设计 (5)1.1单端反激变换器工作原理 (5)1.2单端反激变换器的工作模式及基本关系 (6)1.2.1电流连续时反激式变换器的基本关系 (6)1.2.2电流临界连续时反激式变换器的基本关系 (7)1.2.3电流断续时反激式变换器的基本关系 (8)1.3 RCD吸收电路工作原理及设计 (8)1.3.1 RCD吸收电路工作原理 (8)1.3.2 RCD电路参数设计 (9)1.4变压器设计 (9)1.4.1确定匝比 (9)1.4.2电感设计 (10)1.4.3磁芯选择 (11)1.4.4匝数设计 (12)1.4.5气隙设计 (12)1.5主电路器件的选择 (13)1.5.1功率开关管的选择 (13)1.5.2副边整流二极管的选择 (13)1.5.3输出滤波电容的选取 (13)1.5.4钳位电路设计 (13)二．控制电路工作原理及设计 (14)2.1电流控制技术原理 (14)2.2电流控制型脉宽调制器UC3845 (14)2.2.1 UC3845内部方框图 (14)2.2.2 UC3845功能介绍 (15)2.3基于UC3845的控制电路设计 (17)2.3.1开关频率计算 (17)2.3.2保护电路设计 (17)三．反馈电路工作原理及设计 (18)3.1反馈电路工作原理 (18)3.2反馈电路设计 (19)3.2.1稳压器TL431 (19)3.2.2光电耦合器 (20)3.3参数选择 (21)四．仿真验证 (22)五．总结 (27)直流隔离电源变换器设计一、目的1．熟悉逆变电路和整流电路工作原理，探究PID闭环调压系统设计方法。

2．熟悉专用PWM控制芯片工作原理及探究由运放构成的PID闭环控制电路调节规律，并分析系统稳定性。

3．探究POWER MOSFET 驱动电路的特性并进行设计和优化。

4．探究隔离电源的特点，及隔离变压器的特性。

二、内容设计基于脉冲变压器的DC-AC-DC变换器，指标参数如下：⏹输入电压：90V~135V；⏹输出电压：12V，纹波<1%；⏹输出功率：50W；⏹开关频率：30kHz；⏹输出电流范围：20%至满载；⏹具有过流、短路保护和过压保护功能，并设计报警电路；⏹具有隔离功能；⏹进行变换电路的设计、仿真（选择项）与电路调试。