分析電流控制型開關(guān)電源方案

作者：時間：2012-08-01 來源：網(wǎng)絡(luò)

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標簽：電源 開關(guān)電源 電力電子技術(shù)

本文引用地址：http://butianyuan.cn/article/176592.htm

隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開可靠的電源，進入80年代計算機電源全面實現(xiàn)了開關(guān)電源化，率先完成計算機的電源換代，進入90年代開關(guān)電源相繼進入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機、通訊、電子檢測設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開關(guān)電源，更促進了開關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般由脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制IC和MOSFET構(gòu)成。開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源，這一成本反轉(zhuǎn)點。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。

電壓控制型開關(guān)電源會對開關(guān)電流失控，不便于過流保護，并且響應(yīng)慢、穩(wěn)定性差。與之相比，電流控制型開關(guān)電源是一個電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，能克服電流失控的缺點，并且性能可靠、電路簡單。據(jù)此，我們用UC3842芯片設(shè)計了一個電流控制型開關(guān)電源。為了提高輸出電壓的精度，系統(tǒng)沒有采用離線式結(jié)構(gòu)，而采用直接反饋式結(jié)構(gòu)。本系統(tǒng)在設(shè)計上充分考慮了電磁兼容性和安全性，可廣泛應(yīng)用于工業(yè)、家電、視聽和照明設(shè)備。

電流控制型開關(guān)電源的原理框圖

電流型控制是針對電壓型控制的缺點而發(fā)展起來的，在保留了電壓控制型的輸出電壓反饋控制部分外，又增加了一個電流反饋環(huán)節(jié)，其原理框如圖1所示。

圖1 電流控制型開關(guān)電源的原理框圖

電流控制型開關(guān)電源是一個電壓、電流雙閉環(huán)控制系統(tǒng)，內(nèi)環(huán)為電流控制環(huán)，外環(huán)為電壓控制環(huán)。當U O變化導致UF變化，或I變化導致US變化時，從而改變UO，達到輸出電壓穩(wěn)定的目的。

電流型控制芯片UC3842

UC3842 采用固定工作頻率脈沖寬度可控調(diào)制方式，共有8 個引腳，各腳功能如下：①腳是誤差放大器的輸出端，外接阻容元件用于改善誤差放大器的增益和頻率特性;②腳是反饋電壓輸入端，此腳電壓與誤差放大器同相端的2.5V 基準電壓進行比較，產(chǎn)生誤差電壓，從而控制脈沖寬度;③腳為電流檢測輸入端，當檢測電壓超過1V時縮小脈沖寬度使電源處于間歇工作狀態(tài);④腳為定時端，內(nèi)部振蕩器的工作頻率由外接的阻容時間常數(shù)決定，f=1.8/(RT×CT);⑤腳為公共地端;⑥腳為推挽輸出端，內(nèi)部為圖騰柱式，上升、下降時間僅為50ns 驅(qū)動能力為±1A ;⑦腳是直流電源供電端，具有欠、過壓鎖定功能，芯片功耗為15mW;⑧腳為5V 基準電壓輸出端，有50mA 的負載能力。