单端反激开关电源原理与设计.pdf

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单端反激开关电源原理与设计Mav舢林晓伟O引言反激式开关电源基本原理(国电南瑞科技股份有限公司，江苏省南京市210061)正朝着小型化、高频化、继承化的方向发展，高效率的换器以其电路简单、可以高效提供直流输出等许多优制系统GKS．9000中，运行状况良好，各项指标均符合磁峰值电流取样反馈内回路)控制系统，就可以通过开关电源的PwM(脉冲宽度调制器)迅速调整脉冲占出电压的目的。这种反馈控制电路的最大特点是：在收稿日期：2006旬8．29；修回日期：2007m．11。信号玩(该信号也是A2的比较箝位电压)。设场效应管Q1导通，则电感电流i。以斜率以儿因此，从上面的分析可以看出，电流型PwM信号的误差信号共同决定，其工作时序如图2所示。关断为主要特征。开关管导通时，变压器一次侧线圈内不断储存能量；而开关管关断时，变压器将一次侧线摘要：单端反激开关电源具有输出纹波小、输出稳定、体积小、重量轻、效率高以及具有良好的动态响应性能等许多优点，被广泛应用在小功率开关电源的设计中。uc3842是Unitorde公司推出的电流型脉宽调制器，该调制器单端输出，可以直接驱动双极型功率管或场效应管，适用于无工频变压W的小功率开关电源的设计。文中介绍了利用该集成芯片实现的具有双闭环电流(外回路和内回路)反馈系统的单端反激开关电源的原理和设计方法。关键词：单端反激式开关电源；双闭环反馈；光耦隔离中图分类号：TN86近年来随着电源技术的飞速发展，开关稳压电源开关电源已经得到越来越广泛的应用。单端反激式变点，特别适合设计小功率的开关电源。本文简要介绍了Unitorde公司生产的电流型脉宽调制器Uc3842，介绍了该芯片在单端反激式开关电源中的应用，对电源电路进行了具体分析。利用本文所述的方法设计的小功率开关电源已经应用在国电南瑞科技股份有限公司工业控制分公司自主研发的分散控实际工程的要求。单端反激开关电源采用了稳定性很好的双环路反馈(输出直流电压隔离取样反馈外回路和初级线圈充空比，从而在每一个周期内对前一个周期的输出电压和初级线圈充磁峰值电流进行有效调节，达到稳定输输入电压和负载电流变化较大时，具有更快的动态响应速度，自动限制负载电流，补偿电路简单。反激电路适应于小功率开关电源，其原理图如图1所示。下面分析在理想空载的情况下电流型PWM的工作情况。与电压型的PwM比较，电流型PwM又增加了一个电感电流反馈环节。图中：Al为误差放大器；A2为电流检测比较器；U2为RS触发器；以为输出电压玑的反馈取样，该反馈取样与基准电压u。，通过误差放大器Al产生误差线性增长，L为Tl的原边电感，电感电流在无感电阻R1上采样“l-R，i。，该采样电压被送入电流检测比较器A2与来自误差放大器的玑进行比较，当H。>玑时，A2输出高电平，送到RS触发器u2的复位端，则两输入或非门u1输出低电平并关断Q1；当时钟输出高电平时，或非门ul始终输出低电平，封锁PwM，在振荡器输出时钟下降的同时，或非门ul的两输入均为低电平，则Ql被打开。的上升沿由振荡器时钟信号的下降沿决定，而PwM的下降沿则由电感电流的陷值信号和来自误差放大器单端反激式开关电源以主开关管的周期性导通和圈内储存的电感能量通过整流二极管给负载供电，直到下一个脉冲到来，开始新的周期。第33卷第5期2007年5月电字工毫师器的20W一801图1电流型反激式变换器的基本原理·33·ELECTRONICENGINEERV01．33No．5D1Ll
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⋯粼黧嬖]-一芒五万7劢蝴，／1／1／1刀／1／1／1置嚣磊雯10ln几厂]厂]厂]厂]I黜02反激式开关电源设计一一是通过它实现电场一磁场一电场能量的转换，为负计，反馈回路设计的好坏直接决定了开关电源的精度2．1输豳直流电压隔离取样反馈外圆路容网络组成，图中R5和C5用于TL43l的频率补偿，开关电源中的脉冲变压器起着非常重要的作用：载提供稳定的直流电压；二是可以实现变压器功能，通过脉冲变压器的初级绕组和多个次级绕组可以输出多路不同的直流电压值，为不同的电路单元提供直流电量；三是可以实现传统电源变压器的电隔离作用，将热地与冷地隔离，避免触电事故，保证用户端的安全。开关电源设计中最重要的环节就是反馈回路的设和稳定性能。前面已经介绍了单端反激开关电源采用的是双环路反馈。以下将介绍利用电流型PwM芯片uc3842设计开关电源的两种反馈回路时需要注意的一些问题。uC3842是一种高性能的固定频率电流型脉宽集成控制芯片，是专为离线式直流变换电路设计的。其主要优点是电压调整率可以达到0．ol％，工作频率高达500kHz，启动电流小于lmA，外围元件少。它适合做20w的小型开关电源。其工作温度为O℃～70℃，最高输入电压30V，最大输出电流1A，能驱动双极型功率管和MOsFE