单片集成开关电源系统的设计(3)

⑧脚为5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。

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图3 UC3842的内部原理框图

4.2 UC3842的工作描述

图4 UC3842的代表性框图

UC3842A，UC3843A系列是专门设计用于出线和直流—直流变换器应用的高性能、固定频率、电流模式控制器,为设计者提供使用最少外部元件的高性能价格比的解决方案。代表性的方框图如图4所示。振荡器频率由定时元件RT和CT选择值决定。电容CT由5．0V的参考电压通过电阻RT充电，充至约2.8V,再由一个内部的电流宿放电至1.2V。在CT放电期间，振荡器产生一个内部消隐脉冲保持“或非”门的中间输入为高电子,这导致输出为低状态，从而产生了一个数量可控的输出静区时间。注意尽管许多的Rt和Ct值都可以产生相同的振荡器频率,但只有一种组合可以得到在给定频率下的特定输出静区时间。振[5]

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荡器门限是温度补偿的,放电电流在T=2 5℃叫被微调并确保在±1 0％之内,这些内部电路的优点使振荡器频率及晨大输出占空比的变化最小。

UC3842A，UC3843A作为电流模式控制器工作，输出开关导通山振荡器起始，当峰值电感电流到达误差放大甜输出／补偿(管脚1)建立的门限电平时中止。这样在逐周基础上差信号控制峰值电感电流。所用的电流取样比较器—脉宽调制锁存配置确保在任何给定的振荡器周期内，仅有一个单脉冲出现在输出端。电感电流通过插入一个与输出开关Q1的源极串联的以地为参考的取样电阻Rs转换成电压。此电压由电流取样输入(管脚3)监视并与来自误差放大器的输出电平相比较。在正常的工作条件下，峰值电感电流由管脚1上的电压控制，其中：

（8）

当电源输出过载或者如果输出电压取样丢失时，异常的工作条件将出现。在这些条件下，电流取样比较器门限将被内部箝位至1.0V。因此最大峰值开关电流为：

（9）

4.3 倍压整流技术

隔离式开关电源是直接对输入的交流电压进行整流，而不需要低频线性隔离变压器。为了实现两种输入电源的转换，要利用倍压整流技术，如图5所示。

在图5中，两种输入交流电压的转换由开关S1来完成，此外，本电路中的压敏电阻Rv和可控硅vs具有浪涌电流抑制、瞬间输入电压保护的功能。

电路工作过程如下：当开关S1闭合时．电路在115v交流输入电压下工作。在交流电的正半周，通过二极管vDl和电容器c1被充电到交流电压的峰值。即115v×1．4＝160v，在交流电的负半周，电容器c2通过二极管vD4也被充电到160v。这样，电路输出的直流电压应该是电容器c1和c2上充电电压之和．即160V十160V＝320V。当开关S1打开时，极管VDl—vD4组成了全桥式整流电路，对输入的交流230V进行整流，也同样产生320v的直流电压。

[5]

图5 隔离式开关电源倍压整流

输入保护器件，通常广泛采用的措施有两种，一种方法是利用电阻一双向可控硅并联网络；另一种方法是采用负温度系数(NTc)的热敏电阻。

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输入阳间电压保护，在一般情况下，交流电网上的电压为115v或230v左右，但有时也会有高压的尖峰出现。比如电网附近有电感性开关，暴风雨天气时的雷电现象，都是产生高尖峰的因素。受严重的雷电影响，电网上的高压尖峰可达5kv。另一方面，电感性开关产生的电压尖峰的能量满足下面的公式： W 1L I2 （10） 2

(10）公式中，L是电感器的漏感，I是通过线圈的电流。由此可见，虽然电压尖，持续的时间很短，但是它确有足够的能量使开关电源的输入滤波器、开关晶体管等造成致命的损坏。所以必须要采取措施加以避免。

用在这种环境中最通用的抑制干扰器件是金局氧化物压敏电阻(MOV)瞬态电压抑制器。如图4所示，把压敏电阻Rv连在交流电压的输入端。压敏电阻起到一个可变阻抗的作用。也就是说，当高压尖峰瞬间出现在压敏电阻两端时．它的阻抗急剧减小到一个低值，消除了尖峰电压使输入电压达到安全值。瞬间的能量消耗在压敏电阻上，在选择压敏电阻时应按下述步骤进行。

1．选择压敏电阻的电压额定值，应该比最大的电路电压稳定值大10％一20％；

2．计算或估计出电路所要承受的最大瞬间能量的焦尔数；

3．查明器件所需要承受的最大尖峰电流。

5 结束语

开关电源广泛应用于通信、LED显示屏、工业控制、广播电视、计算机网络、医疗器械、智能监控等领域。开关电源是一种效率很高的电源变换电路，此系统利用UC3842制作错的开关电源，力求线路简单，又能满足系统设计要求。通过对各单元电路的设计，此电路收到了良好的稳压效果，完成了设计要求的各项指标，具有一定的实际意义。

参考文献

[1] 金永镐、金山海，基于电解电容降压的无变压器小容量直流稳压电源[J]，信息技术，2006

[2] 王智昊、王志强，一种新颖的电容降压开直流稳压辅助电源[J],电源世界，2004

[3] 高曾辉,于相旭.单端反激式开关电源的稳定性分析.重庆大学学报.2001.01

[4] 朱小龙,滕国仁.脉宽集成控制器UC3842在开关电源中的应用.华北矿业高等专科学校学报. 2001.06

[5] 何希才.新型开关电源设计与应用［M］,北京,科学出版社，2001

[6] 沙占友.新型开关电源的设计与应用［M］,北京,电子工业出版社，2001

[7] Ferdinand C.Geerlings. SMPS Power Inductor Design and Trandsformer Design,Part 2.Power- Conversion International. January/February.1980

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Design of a Practical Single-chip Switch Power Supply

Fangfang

(School of Physics and Electrical Engineering of Anqing Normal College,Anqing 246011)

Tutor: Xu Xiaofeng

Abstract:This paper analyzes the principe and composed of modules of isolated switching power,UC3842 chip composition,pin andcharacteristics;then designed switching power based on PWM control chip UC3842, detailed description of the circuit Start regulated processes,over voltage protection and over current principle,switch protection circuit ,and describe UC3842's work;points out the technology of isolated switching power; Finally,points out the strengths and weaknessesof this circuit.

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