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第31卷第1期电力自动化设备Vol．31No.1 2011年1月ElectricPowerAutomationEquipmentJan.2011 新型多功能反激式开关电源设计 张厚升，赵艳雷 （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 中图分类号：TM464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生产的高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器 重，开发利用清洁的可再生能源势在必行。风力发电UC3842［2］作为控制芯片，其内部结构如图1所示，该 并网系统、光伏发电并网系统成为研究热点。而这些芯片可专门用于控制占空比适应负载变化造成的输 并网系统的正常工作往往需要给其主控系统、通信出电压变化，具有电流反馈和电压反馈双环控制的 系统等功能模块提供多路稳定的隔离直流电源。另特点，负载调整率好，除具有输入端过压保护与输出 外在变频器、适配器、医疗仪器等精密电子系统，各端过流保护功能之外，还设有欠压锁定电路，因此， 类电器及仪表中的直流电源等功率等级较小的场电路稳定可靠，比较适合该电源的应用场合。 合，也广泛使用了小功率电源。开关电源由于具有效 U7 cc欠压锁定 率高、体积小等诸多优点，近年来在这些领域得到了5V8 5+S／RU GND-REFREF 越来越多的应用。5.0V 15VR内部 50mA 由于反激变换器的电路拓扑简单，输出与输入2.5V偏置 R 电气隔离，能高效提供多组直流输出，升降压范围 4 宽，因此在中小功率场合得到广泛应用［1］。本文利用振荡器 误差 RT／CT电流检测脉宽 反激变换器的特点，基于设计了一种新型放大器6 UC3842比较器调制 +2R 多功能隔离型反激式开关电源，能提供路工作电2锁存器OUT 6UFB- 1R 源，还能自适应输入电压波动，随着输入电压的变化COMP1V 3 能自动调节PWM输出来保证输出电压的稳定。电流 检测 图的内部结构图 1设计要求1UC3842 Fig.1IntErnalstructurEofUC3842. 多功能反激式开关电源设计要求为风力发电并具有8脚双列直插封装的UC3842芯片各引脚 网系统提供驱动电压，为光耦、继电器、控制芯片等提功能如下。1脚（COMP）：误差放大器的输出端，用于 供工作电源。具体指标如下：输入为交流90~250V环路补偿。2脚（UFB）：误差放大器的反相输入端，通 （正常220V）；输出为2路20V／0.5A输出、1路15V／常通过一个电阻分压器连至开关电源输出，起电压 0.6A给UC3842供电、2路15V／1A输出、1路12V／反馈作用。3脚（ISEN）：电流取样端。流过开关管的 1A输出、1路5V／1A输出，反馈绕组无后级线性电流被检测电阻转换为电压信号并被送入此脚，用 调整器，其余各路输出后级均有线性调节器；开关来控制PWM锁存器，调整输出电压大小。并且当该 频率为40kHz，总输出功率为76W，效率为85%。脚电压超过1V时，UC3842关闭输出脉冲，从而保护 开关管不致因过流而损坏。脚（）：振荡器。外 2控制芯片选择4RT／CT 接RT、CT定时元件，通过电阻RT连接至参考输出引 多功能反激式开关电源选用美国Unitrode公司脚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工作频 收稿日期：2010-05-16；修回日期：2010-11-04，f=1.72／（RTCT）， 基金项目：国家自然科学基金资助项目（50807034）率可达500kHz。5脚（GND）：控制电路和电源的公 电力自动化设备第31卷 共地。6脚（OUT）：推挽输出放大器的输出端，为图腾3.2电磁干扰的抑制 柱式输出，可直接驱动功率管MOSFET的栅极。驱动高频开关电源产生的电磁干扰（EMI）主要以传 电流的平均值可达200mA，最大可达1A峰值电流。导干扰和近场干扰为主，电磁干扰有共模干扰和差模 7脚（Ucc）：电源输