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電流控制模式多路輸出開關(guān)電源的研制

作者: 時(shí)間:2011-03-26 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

摘要:介紹了型PWM技術(shù)的原理和優(yōu)點(diǎn),并基于UC3842芯片設(shè)計(jì)了+5V/4A,±12V/1A三路的反激式電源,具體分析了電路的工作原理和高頻變壓器參數(shù)的計(jì)算。

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/179324.htm

關(guān)鍵詞:脈寬調(diào)制;;反激式

 

0 引言

近年來,在通信、工業(yè)自動化、航空、儀表儀器等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。新穎的型PWM克服了傳統(tǒng)的電壓型PWM的缺點(diǎn),使具有快速的瞬態(tài)響應(yīng)、高度的穩(wěn)定性、更好的電壓調(diào)整率和負(fù)載調(diào)整率,特別是其內(nèi)在的限流能力,使過載及短路保護(hù)簡單可靠。電流型PWM集成器已經(jīng)產(chǎn)品化,本設(shè)計(jì)使用的就是典型的Unitrode公司產(chǎn)品UC3842,其特別適合于小功率型開關(guān)電源。

1 電流控制的原理及優(yōu)點(diǎn)

圖1所示為反激式開關(guān)電源的電壓、電流雙閉環(huán)控制的原理。時(shí)鐘以固定頻率發(fā)送脈沖,脈沖到來時(shí),鎖存器置“1”,開關(guān)管導(dǎo)通,變壓器原邊電流上升。上升到由誤差信號Ue決定的閾值時(shí),PWM比較器高電平,鎖存器復(fù)位,功率開關(guān)管關(guān)斷,直到下個(gè)脈沖的到來。當(dāng)輸入電壓升高時(shí),系統(tǒng)有很快的動態(tài)響應(yīng),對電壓擾動實(shí)現(xiàn)前饋抑 制 。 同 時(shí) , 電 壓 誤 差 放 大 器 有 很 高 的 增 益 , 不 影 響 系 統(tǒng) 的 穩(wěn) 定 性 , 且 改 善 了 負(fù) 載 調(diào) 整 率 。 逐 個(gè) 脈 沖 電 流 檢 測 限 制 可 以 簡 化 過 流 保 護(hù) 電 路 , 峰 值 限 制 最 大 輸 出 電 流 , 保 證 電 源 工 作 可 靠 , 變 壓 器 和 功 率 器 件 不 必 有 較 大 的 裕 量 。

圖 1 雙 閉 環(huán) 電 流 模 式 控 制 原 理

2 電路原理與設(shè)計(jì)

2.1 UC3842簡單介紹

UC3842是一種單端的峰值電流PWM控制芯片,管腳示意如圖2所示。其內(nèi)部有誤差放大器、PWM調(diào)制、鎖存、振蕩時(shí)鐘等基本模塊,還有欠壓鎖定、過壓保護(hù)、基準(zhǔn)電源、低起動電流、電流圖騰輸出等功能。電壓滯環(huán)的起動電壓是16V,關(guān)閉電壓是10V,6V的起動與關(guān)閉電壓差可有效防止電路在閥值電壓附近工作而引起的振蕩。芯片起動電流1mA,所以,芯片可以對高壓用電阻降壓起動,待起動完成后由饋電繞組供電。補(bǔ)償端接RC網(wǎng)絡(luò)來改變誤差放大器的閉環(huán)增益和頻率響應(yīng)。電流反饋端Ucs>1V時(shí)輸出脈沖關(guān)斷,起到逐個(gè)脈沖限流保護(hù)。時(shí)鐘由外接阻容RT和CT決定。

圖2 UC3842的 管 腳 排 列

2.2 電路的模塊分析

圖3是以UC3842作為控制器的單端反激式開關(guān)電源的電路圖,輸出分別為+5V/4A及±12V/1A。電路對+5V輸出用4N35光耦進(jìn)行電壓采樣來精確穩(wěn)壓,±12V輸出加三端穩(wěn)壓器穩(wěn)壓。圖3中L1抑制共模干擾,RT是熱敏電阻,限制上電的沖擊電流,ZMR是壓敏電阻,防止雷擊,C4濾除工頻信號;R2,C18,D5用于吸收開關(guān)管關(guān)斷時(shí),變壓器漏感產(chǎn)生的過電壓;R6及C8用于濾除MOSFET開通時(shí)的電流尖峰,避免對檢測電流信號的干擾;R9及C11構(gòu)成補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò);R1是檢測電阻,用以把變壓器原邊的電流轉(zhuǎn)化成電壓,R7是起動電阻,起動完成后由饋電繞組經(jīng)過D6及C7供電;R8及C5決定振蕩器頻率fosc=(kHz),本設(shè)計(jì)中為50kHz;L2,C15,C16組成π型濾波,濾除低頻,而C10濾除高頻;R11是假性負(fù)載,因?yàn)椋_關(guān)電源要求在空載下能工作,而反激式變換器必須保證磁路復(fù)位,否則會造成變壓器磁芯飽和,燒壞主功率管。R15及C20吸收副邊整流管的尖峰。TL431是精密可調(diào)基準(zhǔn)電源,調(diào)節(jié)RES3可以改變輸出電壓。

圖 3 電 流 型 反 激 式 三 路 輸 出 開 關(guān) 穩(wěn) 壓 電 源

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