单端反激式开关电源主电路设计

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1、单端反激式开关电源主电路设计1绪论1.1课题背景本课题主要掌握反激式PWM高频开关电源的工作原理。电源在一个典型系统中担当着非常重要的角色。从某种程度上，可以看成是系统的心脏。电源给系统的电路提供持续的、稳定的能量，使系统免受外部的侵扰，并防止系统对其做出伤害。所以，本课题主要是用UC3842设计反激式开关电源从而得到平稳的直流输出，实现设计一个稳定的电源输出。据统计，1999年，全球开关电源的市场规模达166亿美元。模块电源作为开关电源的一个分支，在通信、汽车、电力控制以及军事等领域中占有重要的地位。在国内，由于信息、家电领域，特别是电信领域的迅

2、猛发展，推动了电源市场的发展。预计中国开关电源市场总额在70亿元人民币以上，模块电源所占比例将越来越大。开关电源高频化是其发展的方向，高频化使开关电源小型化，并使开关电源进入更广泛的应用领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约能源，节约资源及保护环境方面都具有重要的意义。UC3842是开关电源用电流控制方式的脉宽调制集成电路，与电压控制方式相比在负载响应和线性调整度等方面有很多优越之处。该电路主要特点有：内含欠电压锁定电路，低起动电流（典型值为0.12mA），稳定的内部基准电压源，大电流推

3、挽输出（驱动电流达1A），工作频率可到500kHz，自动负反馈补偿电路，双脉冲抑制，较强的负载响应特性[6]。本设计要求电源的输入为电网电压，经滤波后进入单相二极管整流桥，再经大电容滤波得到直流高压，通过PWM控制，在反激变换器的变压器二次侧得到高频矩形波电压，再经滤波得到平稳的直流输出。而本人主要研究主电路的设计、电路仿真和绕制高频变压器，高频变压器采用EE25型磁心，配10引脚的骨架，用直径为0.38mm的漆包线绕制。在得到比较可靠地结果后，完成实物图的制作工作。1.2PWM开关电源1.2.1开关电源原理在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式

4、，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在这两种状态下，1PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com加在功率晶体管上的伏安乘积总是很小的（在导通时，电压低、电流大；关断时，电压高、电流小）。功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比是开关电源的控制器件来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以

5、通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能模块电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。它们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压脉冲转换单元。开关电源的典型结构如图1.1所示，其工作原理是:电网电压进入电源首先经整流和滤波转为高压直流电，然后通过开关电路和高频开关变压器转为高频率低压脉冲，再经过整流和滤波电路，最终输出低电压的直流

6、电源。同时在输出部分有一个电路反馈给控制电路，通过控制PWM占空比以达到输出电压稳定。AC输出直流输入滤波整流滤波高频变压器输出整流滤波辅助电源控制电路保护动作电路检测图1.1开关电源的典型结构开关电源由以下4部分构成：○1主电路：从交流电网输入，到直流输出的主要电路。主要包括输入电磁干扰滤波器、输入整流滤波器、高频变压器、功率开关管和输出整流滤波器。○2控制电路：包括输出端取样电路、反馈电路和脉宽调制器（或者通2PDFcreatedwithpdfFactoryProtrialversionwww.pdffactory.com/断控制电路）。○3检

7、测及保护电路：检测电路有过电流检测、过电压检测、欠电压检测、过热检测等，保护电路可分为过电流保护、过电压保护、欠电压保护、箝位保护、过热保护、自动重启动、软启动、缓启动等多种类型。○4其他电路：如锯齿波发生器、偏置电路、光耦合器等。开关电源就是用通过电路控制开关管进行高速的道通与截止。将直流电转化为高频率的交流电提供给变压器进行变压，从而产生所需要的一组或多组电压。开关电源按控制原理来分类，大致有脉冲宽度调制式简称脉宽调制（PulseWidthModulation，缩写为PWM）式；脉冲频率调制方式简称脉频调制（PulseFrequencyModu

8、lation，缩写为PFM[11]）式；混合调制方式（它属于PWM和PFM的混合方式）。两种调制波形如图1.2。T1T2U