本實用新型涉及一種電子電源技術(shù)，尤其涉及一種反激式穩(wěn)壓開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

隨著信息化社會的日新月異，電子設(shè)備被廣泛應(yīng)用在各種領(lǐng)域中，不僅發(fā)展速度之快令人驚奇，而且其應(yīng)用范圍也日益廣闊。其中最具代表性為處理醫(yī)療設(shè)備的微弱信號、信息處理設(shè)備以及通信設(shè)備、工業(yè)生產(chǎn)各個領(lǐng)域各種電機(jī)的交直流調(diào)速、材料加工領(lǐng)域中各個加熱電源的能量輸出控制等。如此發(fā)展的結(jié)果，使此類電子設(shè)置的研究逐漸受到重視。隨著對技術(shù)要求越來越高，以電壓驅(qū)動的各種全控型高頻大功率器件及其功率模塊也逐漸出現(xiàn)。經(jīng)過電源變換技術(shù)再應(yīng)用的電能已經(jīng)達(dá)到全部電能的90％，凡是有電子設(shè)備的場合都要用到電源設(shè)備，小到家用電器、便攜設(shè)備，大到工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、軍事工程等。開關(guān)電源在很多方面都具有優(yōu)勢，應(yīng)用范圍也日趨廣泛，它讓電子設(shè)備體積小、重量輕、節(jié)省電能得到了有效實現(xiàn)。且單端反激式變換器電路拓?fù)浜唵危斎胼敵龆唠姎庀喔綦x，有較寬的升降范圍，具有高可靠性。本文從一種單端輸出式的高性能芯片UC3842入手，著重論述了它在單端反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用，具體分析了整個設(shè)計的電源電路，并詳細(xì)計算了相關(guān)電路的核心部件變壓器的參數(shù)。

開關(guān)電源的工作原理：開關(guān)穩(wěn)壓電源簡稱開關(guān)電源，它是指起電壓調(diào)整作用的器件始終以開關(guān)方式工作的直流穩(wěn)壓電源。它具有良好的電壓調(diào)整作用，通常采用功率半導(dǎo)體器件來作為控制開關(guān)，整個輸出電壓的調(diào)整是由對開關(guān)管輸出脈沖信號的控制的占空比來實現(xiàn)。圖1是開關(guān)式穩(wěn)壓電源的基本電路框圖。工作流程是：交流電壓經(jīng)整流電路及濾波電路整流濾波后，變成含有一定脈動成份的直流電壓，該電壓進(jìn)人高頻變換器被轉(zhuǎn)換成所需電壓值的方波，最后再將這個方波電壓經(jīng)整流濾波變?yōu)樗枰闹绷麟妷骸Ｏ到y(tǒng)電路主要由整流濾波、高頻變換器、調(diào)整方波整流濾波、取樣器、比較器、脈寬調(diào)制、比較器、取樣器、振蕩器、基準(zhǔn)電壓等構(gòu)成，其中脈寬調(diào)制由振蕩器來調(diào)制，比較器是由基準(zhǔn)電壓來調(diào)控。這部分電路目前已集成化，制成了各種開關(guān)電源用集成電路。開關(guān)電源的控制電路的作用是用來調(diào)整高頻開關(guān)元件的開關(guān)時間比例，通過調(diào)整這個開關(guān)時間比例來可以實現(xiàn)輸出電壓穩(wěn)定。

圖1的傳統(tǒng)開關(guān)電源存在開關(guān)噪聲干擾是開關(guān)電源的主要缺點。因為開關(guān)器件總是工作在開關(guān)狀態(tài)，這樣一些尖峰、諧振干擾就會由于交流電壓和電流會通過電路中的其他元器件產(chǎn)生。這些干擾不僅會對正常工作產(chǎn)生很大的負(fù)面影響，還會干擾其他電子設(shè)備。因此必須采取適當(dāng)?shù)拇胧@些干擾進(jìn)行抑制消除。因此，設(shè)計開關(guān)電源的時候采取恰當(dāng)?shù)拇胧﹣硪种破帘胃蓴_是至關(guān)重要的。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種反激式穩(wěn)壓開關(guān)電源。

本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的：

本實用新型包括PFC濾波模塊、FUSE模塊、高壓整流濾波模塊、開關(guān)變壓器、RCD箝位、低壓整流濾波模塊、短路保護(hù)模塊、PWM芯片、開關(guān)管和取樣反饋電路，交流電源通過FUSE模塊與所述PFC濾波模塊的輸入端連接，PFC濾波模塊的輸出端通過高壓整流濾波模塊與開關(guān)變壓器的輸入端連接，開關(guān)變壓器同時與RCD箝位和低壓整流濾波模塊的輸入端連接，低壓整流濾波模塊的輸出端與短路保護(hù)模塊連接，所述短路保護(hù)模塊的輸出端為反激式穩(wěn)壓開關(guān)電源的輸出端，所述短路保護(hù)模塊的輸出端與所述取樣反饋電路的信號輸入端連接，所述取樣反饋電路的信號輸出端與所述PWM芯片的信號輸入端連接，所述PWM芯片與所述開關(guān)管連接。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型是一種反激式穩(wěn)壓開關(guān)電源，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型基于電壓型PWM集成控制器UC3842設(shè)計并制作出單端反激式電源。中運(yùn)用脈寬調(diào)制(PWM)基本原理,采用UC3842作為控制核心器件，以場效應(yīng)管作為開關(guān)管來構(gòu)成設(shè)計的主體。具體分析了整個電路的工作原理，對設(shè)計相關(guān)參數(shù)進(jìn)行了計算推導(dǎo)，并通過試驗結(jié)果驗證了該開關(guān)電源具有電壓調(diào)整的特點，并且效率高，是一種性能良好的開關(guān)電源，具有推廣使用的價值。

附圖說明

圖1是傳統(tǒng)開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)原理框圖；

圖3是本實用新型的PWM芯片中UC3842引腳圖；

圖4是本實用新型的UC3842內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖；

圖5是本實用新型的啟動UC3842細(xì)節(jié)圖；

圖6是本實用新型的UC3842引腳6連接圖；

圖7是圖4中電流測定比較器TL431的通斷電路原理圖；

圖8是本實用新型的MOS管的通斷電路圖；

圖9是本實用新型的電路拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本實用新型作進(jìn)一步說明：

如圖2所示：包括PFC濾波模塊、FUSE模塊、高壓整流濾波模塊、開關(guān)變壓器、RCD箝位、低壓整流濾波模塊、短路保護(hù)模塊、PWM芯片、開關(guān)管和取樣反饋電路，交流電源通過FUSE模塊與所述PFC濾波模塊的輸入端連接，PFC濾波模塊的輸出端通過高壓整流濾波模塊與開關(guān)變壓器的輸入端連接，開關(guān)變壓器同時與RCD箝位和低壓整流濾波模塊的輸入端連接，低壓整流濾波模塊的輸出端與短路保護(hù)模塊連接，所述短路保護(hù)模塊的輸出端為反激式穩(wěn)壓開關(guān)電源的輸出端，所述短路保護(hù)模塊的輸出端與所述取樣反饋電路的信號輸入端連接，所述取樣反饋電路的信號輸出端與所述PWM芯片的信號輸入端連接，所述PWM芯片與所述開關(guān)管連接。

相比于相控整流電源，開關(guān)電源性能更加優(yōu)異。開關(guān)電源在輸出直流電壓較高時仍能可靠工作，憑借開關(guān)電源的可靠性高在各方面應(yīng)用廣泛。在基于元器件及生產(chǎn)工藝因素良好的情況下，開關(guān)電源的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和控制方法是決定其可靠性的關(guān)鍵。在本設(shè)計系統(tǒng)中，先結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計技術(shù)參數(shù)確定系統(tǒng)的主電路拓?fù)洳⒃O(shè)計出完善的主電路，再對濾波、整流和保護(hù)控制等部分作相關(guān)的設(shè)計。

實現(xiàn)本實用新型的系統(tǒng)總方框圖如圖2所示:其中，PWM芯片是設(shè)計中的核心元件,本實用新型采用UC3842作為寬度脈沖調(diào)制的產(chǎn)生和控制器件。同時開關(guān)變壓器的設(shè)計以及主電路的元件參數(shù)也是設(shè)計的重中之重。

采用電壓模式控制PWM

20世紀(jì)60年代后期開始興起電壓模式控制PWM。這種方法具體是與一些必要的過電流保護(hù)相結(jié)合，配合使用者的要求進(jìn)行具體的電路設(shè)計。因其良好的工作特性，在工業(yè)界沿用至今。電壓模式控制具體指的是：根據(jù)脈沖寬度調(diào)整原理，將恒定頻率的三角波上的斜波與電壓誤差放大器采樣放大的慢變化的直流信號相比較，得到相應(yīng)的脈沖寬度，同時必須另外附加逐個脈沖的限流保護(hù)電路。

電壓模式控制主要有五個優(yōu)點。第一點是脈沖寬度調(diào)制的三角波幅值較大，調(diào)節(jié)時能夠有效抗噪聲；第二點是電壓模式控制時占空比調(diào)節(jié)不受限制；第三點是電壓模式控制的電路中多路輸出各電源之間具有良好的調(diào)節(jié)效應(yīng)；第四點是電壓模式控制采用一個反饋電壓閉環(huán)設(shè)計，調(diào)試方便；第五點是即便出現(xiàn)輸出負(fù)載的變化較大的情況，電壓模式控制的電路也能很好的進(jìn)行響應(yīng)調(diào)節(jié)。

由UC3842構(gòu)成的單端反激式開關(guān)電源

功率場效應(yīng)管(MOSFET)簡介

20世紀(jì)70年代的后期，通過科學(xué)家們刻苦專研，功率場效晶體管開始進(jìn)入人們的視線，把它用于生產(chǎn)生活中。經(jīng)過十幾年的使用經(jīng)驗，人們?yōu)榱烁纳葡嚓P(guān)的性能，開始做大量的科學(xué)研究，主要是針對消除寄生效應(yīng)、降低器件的導(dǎo)通電阻、擴(kuò)大電壓和電流容量以及集成化的驅(qū)動電路方面，通過這些研究取得了很大的進(jìn)展，為今后的晶體管發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)。在電力電子器件中，MOSFET種類多樣并且結(jié)構(gòu)繁雜，按其導(dǎo)電溝道不同可分為P、N溝道兩類，其中又有耗盡型和增強(qiáng)型。耗盡型是指當(dāng)柵極電壓為零時，導(dǎo)電溝道存在于漏源極之間；增強(qiáng)型是指:對于N(P)溝道器件，當(dāng)柵極電壓大于(小于)零時，存在導(dǎo)電溝道.在電力電子器件中N溝道增強(qiáng)型器件是主要的MOSFET。

功率場效應(yīng)管也叫電力場效應(yīng)晶體管，它是一種單極型的由電壓控制的電力電子器件。其特點有：驅(qū)動功率小,開關(guān)速度高、具有自關(guān)斷能力、無二次擊穿、安全工作區(qū)寬等。由于功率場效應(yīng)管易于驅(qū)動并且開關(guān)頻率可高達(dá)1MHz，因此特別適于高頻化的電力電子裝置。在各種開關(guān)電源、DC/DC變換器、各種通信乃至家用電器設(shè)備中得到了廣泛的應(yīng)用，可以說我們的一舉一動都有它的貢獻(xiàn)。它局限用于小功率的電力電子裝置的原因是電流、熱容量小且耐壓低。

漏極D、源極S和柵極G是電力場效應(yīng)晶體管的3個端子。管子處于截止?fàn)顟B(tài)時溝道不導(dǎo)電，此時電源正極接漏極、電源負(fù)接極源極，且柵極和源極之間電壓為零。管子處于開通狀態(tài)時漏、源極之間有電流流過，此時是在源極和柵極之間加一正向電壓，并使該正向電壓大于或者等于管子的開啟電壓。如果正向電壓超過開啟電壓越大，漏極電流和導(dǎo)電能力也相應(yīng)越大。

因為功率場效應(yīng)管一般采用單極性多子導(dǎo)電，所以開關(guān)時間很短，又因其很容易達(dá)到1MHz的開關(guān)工作頻率而備受關(guān)注。但是在我們生活中只有中小功率器件里存在，原因是功率場效應(yīng)管提高器件阻斷電壓時必須要加寬器件的漂移區(qū)，這樣使得器件的內(nèi)阻和通態(tài)損耗都隨之顯著增大。

UC3842概述

UC3842是國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的一種電源集成控制器，是由尤尼創(chuàng)(Unitrode)公司開發(fā)的新型控制器件。其最大占空比可達(dá)100％，并且它的輸出頻率與振蕩頻率相等，在各種單端反激式變換器很常見，且輸出功率低于100W。UC3842集成芯片采用單一電源供電，單路調(diào)制輸出，且?guī)щ娏鬟M(jìn)行正向補(bǔ)償。根據(jù)它的性質(zhì)我們可以判別它主要用于高頻中小容量的開關(guān)電源。傳統(tǒng)離線式反激變換器電路就是由它構(gòu)成。在驅(qū)動隔離輸出單端開關(guān)時，想要通過控制PWM序列的占空比來達(dá)到電路穩(wěn)定的目的，一般采用的方法是：將內(nèi)部2.5V基準(zhǔn)誤差與比較器的反向輸入端通過反饋繞組經(jīng)由電阻分壓得到的信號相比較，將電流采樣電壓及PI補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)二者與誤差比較器的輸出端相比較。

8腳雙列直插是UC3842的封裝形式，具體管腳排列如圖3所示。各引腳功能如下。1腳(COMP)是補(bǔ)償腳，誤差放大器的頻率特性就靠此腳外接阻容元件用來補(bǔ)償；2腳(UFB)作為誤差放大器的反相輸入端；3腳(ISEN)是電流檢測端，此腳用來接收通過檢測電阻流過開關(guān)管的電源轉(zhuǎn)換的電壓信號，用它來調(diào)整輸出電壓并控制PWM鎖存器；4腳(RT/CT)是振蕩器腳，用于外接定時元件RT,CT；5腳(GND)是接地腳，此腳是控制電路和電源電路的公共接地端；6腳(OUT)是輸出腳，此腳是直接驅(qū)動功率場效應(yīng)管柵極的推挽輸出放大器的圖騰柱式輸出端，最大可有1A的驅(qū)動峰值電流，輸出13.5V的高電平，輸出1.5V的低電平；7腳(Vcc)是用于電源的輸出的引腳，此腳外接電源電壓，要保證內(nèi)部工作在34V范圍內(nèi)，UC3842要有10V的關(guān)斷電壓、16V的開啟電壓，34V的內(nèi)部的穩(wěn)壓管電壓，UC3842的內(nèi)部電源是由經(jīng)內(nèi)部基準(zhǔn)電壓電路的作用產(chǎn)生的5V基準(zhǔn)電壓提供，內(nèi)部比較器的基準(zhǔn)電壓由經(jīng)過衰減得到2.5V電壓提供；8腳(VREF)是基準(zhǔn)電壓輸出腳，用于參考電壓的輸出。電容Cr的充電電流正是由此腳通過電阻Rf提供。

UC3843是專門為離線式開關(guān)電源和DC/DC變換器應(yīng)用而設(shè)計的芯片，它的優(yōu)點是：外圍電路簡單，安裝與調(diào)試方便，價格低廉，管腳數(shù)量少，性能優(yōu)良。有高達(dá)500KHz的工作頻率，小于1mA的啟動電流，15mA的正常工作電流，可達(dá)0.01％的電壓調(diào)整率。它適用于無工頻變壓器的20-80W的小功率開關(guān)電源的主要原因是它利用高頻變壓器來與電網(wǎng)隔離，此芯片的限定工作溫度為0-70度范圍內(nèi)，它允許的最高輸入電壓為30V，允許的最大輸出電流為1A。

該芯片電路開關(guān)頻率可調(diào)節(jié)、可電流和電壓反饋雙環(huán)控制、負(fù)載調(diào)整率和電壓調(diào)整均較高。主要是由PWM鎖存器電路、圖騰柱輸出電路、輸入和基準(zhǔn)欠電壓鎖定電路、有溫度補(bǔ)償?shù)母咴鲆嬲`差放大器、電流檢測比較器、振蕩器等組成。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖如圖4所示。該芯片主要有以下性能。第一個性能是振蕩器的放電電流，讓占空比更加精確；第二個性能是調(diào)整最高開關(guān)頻率可達(dá)500KHz；第三個性能是逐個脈沖的電流限制用帶鎖定的PWM來實現(xiàn)；第四個性能是因內(nèi)部的參考電源可調(diào)整，因而可以進(jìn)行欠電壓鎖定；第五個性能是能夠提供大電流輸出，輸出電流可高達(dá)1A，可直接對功率場效應(yīng)管進(jìn)行驅(qū)動；第六個性能是在閾值電壓附近工作時的振蕩由欠壓鎖定電路有效防止。

UC3842主要具有兩種功能：峰值電流限制保護(hù)和輸入欠壓保護(hù)。開關(guān)電源的輸出過流或短路就是通過這一峰值電流的限制來實現(xiàn)保護(hù)。本設(shè)計就是利用的輸入欠電壓保護(hù)。欠電壓保護(hù)功能主要是靠UC3842內(nèi)部固有的欠壓鎖定電路來實現(xiàn)，當(dāng)?shù)臀婚T檻電壓高于提供給UC3842的工作電壓時，輸出驅(qū)動脈沖信號被欠壓鎖定電路封鎖，此時開關(guān)管關(guān)斷。

反激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的工作原理

根據(jù)前文具體器件功能的介紹，所設(shè)計的系統(tǒng)總電路圖如附錄3所示。

開關(guān)穩(wěn)壓電源工作原理分析

(1)通過啟動電阻來啟動UC3842。如圖5所示。

(2)通過UC3842引腳6輸出的PWM信號來控制功率場效應(yīng)管的通斷，部分電路如圖6所示。當(dāng)輸出的PWM信號為高電平時，功率場效應(yīng)管導(dǎo)通，輸入電源給變壓器充電；當(dāng)輸出的PWM信號為低電平時，功率場效應(yīng)管關(guān)斷，能量通過磁場被變壓器傳輸?shù)酱渭壘€圈輸出。

(3)當(dāng)設(shè)定值比輸出電壓高時TL431反向?qū)ǎ瑫r光耦二極管也導(dǎo)通，光耦二極管的4腳為低電平輸出,即UC3842的引腳1為低電平輸出。此時UC3842的引腳6為PWM低電平輸出，輸出電壓降低，功率場效應(yīng)管關(guān)斷。

相反，當(dāng)設(shè)定值比輸出電壓低時TL431反向截止，同時光耦二極管也關(guān)斷，光耦二極管的4腳為高電平輸出，即UC3842的引腳1為高電平輸出。此時UC3842的引腳6為PWM高電平輸出，功率場效應(yīng)管處于導(dǎo)通狀態(tài)，輸出電壓相應(yīng)也增大。TL431的通斷如圖7所示。

通過以上闡述，電壓可以在設(shè)定值處穩(wěn)定。

當(dāng)流過功率場效應(yīng)管的電流過大時，相應(yīng)UC3843的輸入電壓也會增高，UC3843的引腳6輸出低電平，功率場效應(yīng)管處于關(guān)斷狀態(tài)，從而進(jìn)行過流保護(hù)。部分電路如圖8所示。

反激式開關(guān)電源設(shè)計與參數(shù)計算

開關(guān)電源比較核心的問題就是高頻變壓器的參數(shù)設(shè)計，現(xiàn)在針對設(shè)計要求我們來一步步設(shè)計相應(yīng)的各參數(shù)。

相關(guān)技術(shù)參數(shù)

本實用新型的輸入電壓設(shè)定在200VAC到240VAC之間,由此可以算出整流后的電壓范圍:

輸出電壓設(shè)定為12V；

最大輸出電流為5A；

關(guān)于輸出功率的計算如下:

Po＝Vout×Iout＝12V×5A＝60W (2)

效率n為80％；

關(guān)于輸入功率的計算如下：

占空比的最大值為Dmax＝45％；

平均輸入電流為：

輸入的峰值電流為：

啟動電阻設(shè)定

由UC3843芯片的基本特性可知，1mA為UC3842的最大啟動電流,由此可以算出啟動電阻：

由上式知，啟動電阻小于267千歐，本設(shè)計取200KΩ

故啟動電阻可為200KΩ/1W

開關(guān)頻率的設(shè)定

UC3843芯片的開關(guān)頻率計算公式為令R＝8.2K,C＝3.3NF，此時開關(guān)頻率為：

變壓器參數(shù)計算

此變壓器的電壓輸出有兩種，第一種是主輸出12V；第二種是給UC3842供電的16V輔助繞組輸出電壓。

變壓器電感(初級側(cè)):

由于已經(jīng)達(dá)到了60W輸出的功率，故選擇EE28磁芯。

EE28的磁芯為Ae＝89(mm2),取ΔB＝0.2T

63.6千赫茲的開關(guān)頻率,一個周期的導(dǎo)通時間計算如下：

由此可以算出初級線圈繞組的匝數(shù)：

故選用113匝。

匝伏比為：

根據(jù)12V的次級線圈輸出電壓，1V的線圈壓降和1.5V的二極管壓降可得出次線圈的匝數(shù)：

故次級線圈的匝數(shù)為6。

根據(jù)16V的輔助繞組輸出電壓，1V的線圈壓降和1.5V的二極管的壓降可得出輔助繞組線圈的匝數(shù)：

故輔助繞組為8匝。

電流強(qiáng)度的計算公式為：

當(dāng)初級線圈的線徑為0.3時電流強(qiáng)度為：

當(dāng)變壓器線圈的電流強(qiáng)度低于6時，線圈溫度最合適，故此參數(shù)設(shè)定是符合要求的。

因為輔助繞組的電流較小，選取0.3毫米的線徑。

當(dāng)次級線圈的輸出電壓為12V，線徑為0.5毫米，其采用兩組3股并線時的電流強(qiáng)度為：

故次級線圈的線徑為0.5mm是符合要求的.

故變壓器的具體參數(shù)設(shè)定為：

1->2:φ0.3x 1x 57T

6->9:φ0.5x 3x6T

7->10:φ0.5x 3x6T

2->3:φ0.3x 1x 56T

5->4:φ0.3x 1x 8T

MOS管的選擇

MOS管主要是根據(jù)導(dǎo)通電阻、驅(qū)動電壓、反向電壓及最大電流的參數(shù)來選擇。綜合成本及實現(xiàn)功能的難易度，最優(yōu)選擇為220VAC的輸入及600V的功率場效應(yīng)管反向電壓，選取IRFBC40晶體管作為本電路板的功率場效應(yīng)開關(guān)管。UC3843芯片的16V工作電壓、輸出16V的MOS管驅(qū)動信號和4.5V的MOS管導(dǎo)通電壓是符合要求的。而IRFBC40最大電流Imax為25A，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1.18A的峰值電流,故選擇IRFBC40是符合設(shè)計要求的。

RCD箝位電路設(shè)計

MOS管的最大反向電壓VDSS為600V，故電容兩端電壓的箝位為：

V_CLAMP＝0.9×V_DSS-V_INMAX＝0.9×600-340＝200V (18)

取2％的初級電感為初級繞組的漏感:

L_LK＝5％×L_P＝1％×1.7mH＝17uH (19)

反射電壓VOR為：

由此可得箝位電阻為：

故選擇兩個30K電阻并聯(lián)組成此箝位電阻。

要保證吸收漏感能量時自身有足夠小的脈動電壓，箝位電容的值就要保證足夠大。在電子技術(shù)的設(shè)計中一般取箝位電壓的百分之五到百分之十作為脈沖電壓,當(dāng)取箝位電壓的5％時，箝位電容為：

可取68Nf作為箝位電容，箝位電容兩端的耐壓值為630V。

過流保護(hù)設(shè)計

UC3842的引腳3為過流反饋腳，當(dāng)輸入電壓高于1V時，MOS管的驅(qū)動輸出關(guān)斷。

75％的電流反饋的取樣電阻即為取樣電樣：

取樣電阻的最大功率Pmax為:

所以選取0.68R 1W的金屬氧化膜電阻作為本設(shè)計的電流反饋取樣電阻。

輸入與輸出電容

輸入電容Cin:

Cin＝(1.5～3)Pin＝(1.5～3)×75＝(112.5～225)uF (25)

取輸入電容為100UF/400V.

輸出電容Cout:

Cout＝(200～300)Iout＝(200～300)×5＝(1000～1500)uF (26)

故可選取三個470/25V鋁電解電容進(jìn)行并聯(lián)形成此輸出電容。

同時采用并聯(lián)1UF、100NF、10NF的小陶瓷電容來濾除高頻雜波。

輸出二極管的選擇

根據(jù)二極管的最大電流、正向壓降以及反向壓降來選擇輸出二極管。

因為輸出電流需要達(dá)到5A,所以本設(shè)計采用三個二極管并聯(lián)且每個二極管的最大電流至少為2A。

二極管的最小反向耐壓為：

根據(jù)這個參數(shù)可以選用HER303，因為HER303的反向電壓為200V，最大電流為3A，符合設(shè)計要求。

反饋系統(tǒng)的設(shè)計

構(gòu)成的反激開關(guān)電源的反饋系統(tǒng)是采用EL817與431二者相配合。具體的拓?fù)淙鐖D9所示。

根據(jù)TL431的參考電平2.5V可計算出輸出電壓Vout：

令Rlower＝1.3K：

取阻值為4.99K的R1。

光耦二極管的電流設(shè)置5mA。

具體電流如下：

式子中1V是指光耦二極管的導(dǎo)通電壓。

由上可得：

可取1.5K。

結(jié)論

本實用新型以PWM集成電路UC3842為核心，通過查閱大量的圖文資料設(shè)計了一種高頻率單端反激式開關(guān)電源。通過實驗驗證輸出電壓為12.01V,是符合設(shè)計要求。關(guān)于此設(shè)計如何選取此開關(guān)電源電路拓?fù)?，如何設(shè)計變壓器和電感，以及如何設(shè)計功率驅(qū)動電路、控制電路及保護(hù)電路都是通過嚴(yán)格的制作要求來實現(xiàn)。此開關(guān)電源的開關(guān)器件是采用MOSFET，整個裝置的輸出電壓是通過控制開關(guān)器件導(dǎo)通的占空比來規(guī)劃調(diào)整。為了減小電源的體積重量以及在功率調(diào)節(jié)上實現(xiàn)便捷高效的功能，能進(jìn)行遠(yuǎn)程控制也是開關(guān)電源的發(fā)展前景，因此在電力電子技術(shù)革新中，高壓功率集成電路的應(yīng)用和發(fā)展得到了世界電子技術(shù)的矚目。這種集成電路開關(guān)電源外部電路簡單且所用電路元件少，設(shè)計巧妙且體積小，加之其安全可靠，因此具有廣闊的應(yīng)用前景，在電子技術(shù)的發(fā)展上是不可取代的存在。

以上顯示和描述了本實用新型的基本原理和主要特征及本實用新型的優(yōu)點。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實用新型不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本實用新型的原理，在不脫離本實用新型精神和范圍的前提下，本實用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實用新型范圍內(nèi)。本實用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。