本發(fā)明涉及基于UC3843的降壓型程控DC/DC電源。

背景技術(shù)：

電子及相關(guān)設(shè)備的使用基本上都離不開電源，電源技術(shù)的發(fā)展水平也是電子技術(shù)水平的重要體現(xiàn)。因此，研究和設(shè)計(jì)電源系統(tǒng)具有十分重要的意義。

電源芯片的能耗高，需要從變壓器饋電，增加了電路復(fù)雜度，并且降低電源的工作效率。由于輸入電壓只能是24V電壓，只適合固定場(chǎng)合的使用，如裝甲車輛，但在其他方面的使用過程中會(huì)受限。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明設(shè)計(jì)了基于UC3843的降壓型程控DC/DC電源。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：基于UC3843的降壓型程控DC/DC電源由單端正激變換器電路，DC/DC變換器電路和反饋環(huán)節(jié)組成。

所述單端正激變換器電路，其變壓器Tl起隔離和變壓的作用(注意變壓器的同名端)。當(dāng)變壓器原邊電壓為正時(shí)，輸出二極管正向偏置，這時(shí)開關(guān)管處于導(dǎo)通狀態(tài)。而在反激式變換器里，開關(guān)管關(guān)斷時(shí)，二極管才導(dǎo)通。

所述DC/DC變換器電路，控制CI采用PWM控制芯片UC3843，采用非連續(xù)電流控制型PFM方案。輸入電壓經(jīng)變壓器后產(chǎn)生的電壓再經(jīng)整流濾波后輸出。DC/DC變換器輸出端通過采樣電阻Rs2，采集輸出電流信號(hào)I₀。和輸出電壓V₀一起送入反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行處理。

所述反饋環(huán)節(jié)由高速運(yùn)放LM358及光耦構(gòu)成。

本發(fā)明的有益效果是，基于UC3843的降壓型程控DC/DC電源，將220V交流電經(jīng)隔離變壓和整流濾波后使之變?yōu)殡妷鹤優(yōu)?4V，通過單片機(jī)對(duì)DC/DC電源進(jìn)行程控，采用電流控制型PFM方案，大幅提高系統(tǒng)效率，簡化電路結(jié)構(gòu)。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是單端正激變換器電路圖。

圖2是系統(tǒng)組成框圖。

具體實(shí)施方式

在圖1中，控制部分主要由單片機(jī)模糊控制器和參數(shù)自整定PID控制器構(gòu)成。

控制CI采用通用的有滯回輸入的反相器74HC14或74AC14，5路輸入并聯(lián)可驅(qū)動(dòng)電功率MOS管，特點(diǎn)是功耗比電源芯片低，可不用從變壓器饋電，從而簡化電路，提高效率。上電后，電路中A為高電平，B為低電平，開關(guān)管Ml關(guān)閉，R1給C1充電；當(dāng)C1電壓達(dá)到CII翻轉(zhuǎn)高電平后，A為低電平，B為高電平，開關(guān)管M1導(dǎo)通，采樣電阻RSI電流因輸出電感L1的作用而梯形增大；當(dāng)RSI電壓達(dá)到約0.7V時(shí)，晶體管N1導(dǎo)通使C1放電，開關(guān)管Ml關(guān)斷，即Ml關(guān)斷是由其電流控制的。N1每次導(dǎo)通時(shí)間Ton基本不變。當(dāng)輸出電壓或電流達(dá)到給定值時(shí)，光禍01導(dǎo)通，C1放電增加，R1給C1的充電時(shí)間(Toff)增大，因而形成PFM調(diào)制。主拓?fù)渲饕臑殚_關(guān)管MI的功耗，整流管Dl、DZ的功耗，變壓器T1、輸出電感L1的功耗及控制電路的功耗等，開關(guān)管Ml可以選擇電壓、電流合適的MOS管，Dl/D2選擇100V的超快恢復(fù)二極管或肖特基二極管，T1進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，控制電路則采用低功耗芯片，并選擇適當(dāng)?shù)拈_關(guān)頻率可提高效率。

在圖2中，系統(tǒng)由DC/DC變換器、單片機(jī)控制電路、反饋回路、顯示電路和鍵盤及通訊等部分組成。系統(tǒng)中可增加輔助電源用來給整個(gè)電路中的芯片供電。DC/DC變換器對(duì)初級(jí)電流采樣，通過反饋環(huán)路電路實(shí)現(xiàn)PFM控制，對(duì)輸出的電壓和電流進(jìn)行采樣，通過單片機(jī)控制電路實(shí)現(xiàn)雙反饋調(diào)節(jié)。

CIUC3843需要12V供電；UC3843自帶基準(zhǔn)電壓，可為芯片振蕩提供基準(zhǔn)；調(diào)節(jié)CI4腳的R、C參數(shù)可獲得設(shè)計(jì)頻率。調(diào)整信號(hào)由光禍接受端送入CI1腳，為UC3843提供限流電位：CI3腳通過采樣電阻獲得MOS開關(guān)管漏極電流，與CII腳的限流電位進(jìn)行比較，形成PFM調(diào)制波形由CI6腳輸出；IC6腳輸出的PFM調(diào)制信號(hào)控制MOS開關(guān)管的開關(guān)，在變壓器初級(jí)產(chǎn)生高頻正激；為降低干擾，CI1、2腳間并接一個(gè)濾波電容；為防止激磁振蕩，CI3腳對(duì)地接47pF的電容。MOS管漏極的小電阻起到電流保護(hù)作用。為提高電源效率，同時(shí)保護(hù)MOS管，在變壓器初級(jí)設(shè)計(jì)了一條能量回饋支路，將工作過程中初級(jí)多余的電量回饋到輸入電網(wǎng)中；當(dāng)負(fù)電壓信號(hào)反激過來時(shí)，通過下方的二極管D5和8uF電感向地放電；當(dāng)正信號(hào)電壓反激過來時(shí)，如果反激過來的電壓小于24V，則通過二極管D4和10uF電容向地放電，如果大于24V，則通過二極管D4和電感L把電放到原電源系統(tǒng)中，加一個(gè)電感L主要是用來緩沖反激電流，以免對(duì)輸入電源造成大的沖擊。輸入電壓經(jīng)變壓器后產(chǎn)生的電壓再經(jīng)整流濾波后輸出。DC/DC變換器輸出端通過采樣電阻Rs2，采集輸出電流信號(hào)I₀。和輸出電壓V₀一起送入反饋環(huán)節(jié)進(jìn)行處理。

由高速運(yùn)放LM358及光耦構(gòu)成。I₀、V₀為系統(tǒng)輸出電流的采樣值及輸出電壓；Iot、Vot為反饋電流值及反饋電壓值；Ios、Vos為單片機(jī)給出的電流及電壓的設(shè)定值。由于輸出電壓Vo最大值為5v，為了保護(hù)單片機(jī)芯片，我們把采樣電壓最大值設(shè)定為4v，所以把Vo經(jīng)過ZK和SK電阻分壓后再送入運(yùn)放進(jìn)行比較。另外，系統(tǒng)輸出電壓Vo經(jīng)兩個(gè)1OK電阻分壓采樣后(分壓是由于AD采集最大為25V)，得到反饋電壓值Vot，直接送入單片機(jī)ADC接口，系統(tǒng)輸出電流的采樣值I。經(jīng)運(yùn)放Al標(biāo)準(zhǔn)化放大后，得到反饋電流值Iot，也送入單片機(jī)ADC接口，單片機(jī)采集反饋電壓和電流信號(hào)，用于DC/DC精度控制。當(dāng)鍵盤輸入設(shè)定值時(shí)，單片機(jī)以PWM形式輸出電流及電壓設(shè)定值，兩路設(shè)定值經(jīng)過無源濾波后，變?yōu)橹绷麟妷盒盘?hào)Ios和Vos，接至運(yùn)放A2、A3的同相輸入端，作為電壓、電流反饋調(diào)節(jié)的參考電壓，當(dāng)Iot<Ios時(shí)，A3輸出為O，紅色發(fā)光二極管導(dǎo)通；當(dāng)Vot<Vos時(shí)，A2輸出為0，綠色發(fā)光二極管導(dǎo)通。當(dāng)發(fā)光二極管導(dǎo)通時(shí)，光禍發(fā)射端產(chǎn)生信號(hào)，通過連于UA3843芯片1腳的光禍接受端控制DC/DC變換器進(jìn)行動(dòng)態(tài)線性調(diào)節(jié)，直到Iot及Vot均大于等于ofs及Vos時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)入穩(wěn)定，達(dá)到電壓、電流雙反饋穩(wěn)定調(diào)節(jié)作用。當(dāng)負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，Iot、Vot產(chǎn)生變化，其調(diào)節(jié)過程與上述過程一致。