新型多功能反激式开关电源设计.pdf

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：面驴掣嗡耐R世箩爿s／刮釜新型多功能反激式开关电源设计面一堡堕堂F1@曼‰环路补偿。2脚(‰)：误差放大器的反相输入端，通电力自动化设备Eq⋯iI张厚升．赵艳雷1设计要求2控制芯片选择第3l卷第1期ElPct6(叩oⅥer(山东理工大学电气与电子工程学院，山东淄博255049)摘要：以峰值电流型PWM控制芯片UC3842为核心设计了一种新型多功能反激式开关稳压电源。该电源具有6路直流隔离电压输出。介绍了其工作原理和外围电路设计。为了满足电磁兼容性和安全性要求．设计了EMI抑制电路。详细介绍了一种新型变压器绕组缓冲电路的设计方法．着重介绍了反激式变换器的变压器设计过程，包括齐纳箝位电压的计算、实际占空比的计算、电感值的计算、磁芯的选择、各路输出绕组匝数的确定以及气隙的计算。实现了对输出电压的负反馈调节及各种保护机制。实验结果表明．该开关稳压电源具有稳压性能优良，纹波小，电压调整率、负载调整率高，体积小，质量轻。电磁兼容性好等优点。关键词：开关电源：反激式变换器：UC3842；缓冲电路：变压器文献标识码：B文章编号：1006—6047(2011)01—0113—05随着全球能源危机和环境污染问题的日益严重。开发利用清洁的可再生能源势在必行。风力发电并网系统、光伏发电并网系统成为研究热点。而这些并网系统的正常工作往往需要给其主控系统、通信系统等功能模块提供多路稳定的隔离直流电源。另外在变频器、适配器、医疗仪器等精密电子系统，各类电器及仪表中的直流电源等功率等级较小的场合．也广泛使用了小功率电源。开关电源由于具有效率高、体积小等诸多优点．近年来在这些领域得到了越来越多的应用。由于反激变换器的电路拓扑简单．输H{与输入电气隔离．能高效提供多组直流输出．升降压范围宽．因此在中小功率场合得到广泛应用，1]。本文利用反激变换器的特点．基于UC3842设计了一种新型多功能隔离型反激式开关电源．能提供6路工作电源．还能自适应输入电压波动．随着输入电压的变化能自动调节PWM输出来保证输出电压的稳定。多功能反激式开关电源设计要求为风力发电并网系统提供驱动电压．为光耦、继电器、控制芯片等提供工作电源。具体指标如下：输人为交流90，250(正常220V)；输出为2路20V／0．5A输出、1路15V／A给UC3842供电、2路15A输出、1路12A输出、1路5A输出。反馈绕组无后级线性调整器，其余各路输出后级均有线性调节器：开关频率为40kHz，总输出功率为76W。效率为85％。多功能反激式开关电源选用美国Unitrode公司生产的高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器UC3842A作为控制芯片．其内部结构如图1所示．该芯片可专门用于控制占空比适应负载变化造成的输出电压变化．具有电流反馈和电压反馈双环控制的特点．负载调整率好．除具有输入端过压保护与输出端过流保护功能之外．还设有欠压锁定电路，因此，电路稳定可靠．比较适合该电源的应用场合。——U冠l内部具有8脚双列直插封装的UC3842芯片各引脚功能如下。1脚(COMP)：误差放大器的输出端。用于常通过一个电阻分压器连至开关电源输出．起电压反馈作用。3脚(ISEN)：电流取样端。流过开关管的电流被检测电阻转换为电压信号并被送入此脚．用来控制PWM锁存器．调整输出电压大小。并且当该V时．UC3842关闭输出脉冲．从而保护开关管不致因过流而损坏。4脚(尺T／cT)：振荡器。外接尺，、cT定时元件，通过电阻尺，连接至参考输出引脚8以及电容cT连接至地，使振荡器频率和最大输出占空比可调。振荡频率为厂-1．72／(R，cT)，工作频率可达500kHz。5脚(GND)：控制电路和电源的公1年1月Jan．201中图分类号：TM464‰脚电压超过1V01．31No．120l■●●■■■●■■●■■■■●■■●■●■■■■■●●■●●●●●■■■●■●●■■●■●●■■■■●■■●■■●■●■●一II——V0．6V／lV／1收稿日期：2010—05—16；修回日期：2010—11—04基金项目：国家自然科学基金资助项目(50807034)以锁存器图1UC3842的内部结构图Automationm●■●■■■●■●●●●■■●●●■_GNDRr／cTCOMP电流检测3脉宽凋制5．OV50nO,OUTFig．1InternalofUC3842．nwnt72l6structure卜--OI
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盘盘盘盘猛盘剐舰剐砒州眦”i耋@绕组上的折算电压；‰为二次侧电压乩(忽略二极州mⅢ嘲电力自动化设备7脚(玑)：电源输入端。外接电源电压％，UC38423开关稳压电源的工作原理与设计流电压；下标R表示折算值；U帅=‰／n为加在二次k／(1一D)，其中，，oR为折算的负载电流，‰=lo／n。共地。6脚(OUT)：推挽输出放大器