3.3V10A通信开关电源的设计毕业论文(6)(4)

设计人员提供只需最少外部元件就能获得成本效益高的解决方案。这些集成电路具有可微调的振荡器、能进行精确的占空比控制、温度补偿的参考、高增益误差放大器。电流取样比较器和大电流图腾柱式输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。

其它的保护特性包括输入和参考欠压锁定，各有滞后、逐周电流限制、可编程输出静区时间和单个脉冲测量锁存。这些器件可提供8脚双列直插塑料封装和14脚塑料表面贴装封装（SO-14）。SO-14封装的图腾柱式输出级有单独的电源和接地管脚。是专门设计用于离线和直流到直流交换器应用的高性能，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。

UC3844能自动前馈补偿、锁存脉宽调制，可逐周限流、内部微调的参考电压，带欠压锁定、大电流图腾柱输出、欠压锁定，带滞后、低启动和工作电流、电流模式工作到500KHZ、输出静区时间从50%到70%可调。

78RVref欠压锁定R4振荡器5.0V参考VCC欠压锁定触发器锁存脉762+-误差放大器宽调制5315

图2-2 UC3844简化方框图

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鉴于上面分析，选用芯片控制电路。

2.3 电流工作模式的方案选择

2.3.1 电流连续模式的分析

电流连续模式。电流连续工作状态，在下一周期到来时，电感中的电流还未减小到零，电容的电流能够得倒及时的补充，输出电流的峰值较小，输出纹波电压小。这种模式的设计要考虑电感的储能时间，不容易控制，所发实现起来是很复杂的。 2.3.2 电流断续模式的分析

电流断续模式。断续模式下，电感能量释放完时，下一周期尚未到来，电容能量得不到及时补充，二极管的峰值电流非常大，对开关管和二极管的要求就非常高，二极管的损耗非常大，而且由于电流是断续的，输出电流交流成分比较大，会增加输出电容上的损耗。由于对于相同功率的输出，断续工作模式的峰值电流要高很多，而且输出直流电压的纹波也会增加，损耗大。但是这种模式工作设计不复杂、容易控制。[6]

鉴于上面分析，本设计采用电流断续模式。

2.4 输出整流电路的选择

近年来随着电源技术的发展，电源正在向低电压、大电流输出的DC／DC变换器中迅速推广应用。DC／DC变换器的损耗主要由3部分组成：功率开关管的损耗，高频变压器的损耗，输出端整流管的损耗。在低电压、大电流输出的情况下，整流二极管的导通压降较高，输出端整流管的损耗尤为突出。快恢复二极管或超快恢复二

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极管可达1.0～1.2V，即使采用低压降的肖特基二极管，也会产生大约0.6V的压降，这就导致整流损耗增大，电源效率降低。而同步整流技术一起开关管分担的压降小，高效而广泛应用。如图2-3，同步整流技术的原理。[7]

TL+Vin..V2C+Vo--V1IRF640

图2-3 同步整流器的基本原理图

工作原理：单端正激、隔离式降压同步整流器的基本原理如图2-3所示，V1及V2为功率MOSFET，在次级电压的正半周，V1导通，V2关断，V1起整流作用；在次级电压的负半周，V1关断，V2导通，V2起到续流作用。同步整流电路的功率损耗主要包括V1及V2的导通损耗及栅极驱动损耗。当开关频率低于1MHz时，导通损耗占主导地位；开关频率高于1MHz时，以栅极驱动损耗为主。

由上所述：我们可以看出同步整流的技术，它的压降是由二个功率MOSFET承担，损耗也小，效率也高，但相对肖特基整流它在经济上花费比较大，需要两个功率MOSFET。电路也比价复杂，驱动电路更复杂，所以这次论文选择肖特基整流。

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第3章 单管正激式开关电源主电路的设计

3.1 单管正激式变换器的工作原理

单管正激式变换器电路在其输入和输出回路之间加入安全隔离措施。一般情况下，隔离式开关电源都是用高频变压器作为主要隔离器件。在电路中，它是以变压器的形式出现的，但实际上它起的作用是扼流圈，所以应该称它为变压器——扼流圈。 典型的单管隔离正激式变换器电路结构如图3-1所示：

C3471/1KVD01MBR20100D02MBR20100D03MBR20100MBR20100R2D04R147/2WLNP+C1+100uF/63VVin0.22R6D2MUR160NM.TNS.C5+C6++R44.7KR0100.QIRF64047/2WVoLED--C4471/1KV

图3-1 单管正激式变换器主电路图

开关管Q按PWM方式工作，D01和D02是输出整流二极管，D03和D04是续流二极管，L是输出滤波电感，C5和C6是输出滤波电容。变压器有三个绕组，NP原边绕组，NS 副边绕组，Nm复位绕组。[8]

开关管Q导通，电源电压Vin加在原边绕组上，变压器铁芯磁通φ增加，则变压器铁芯磁通增量：

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VG0VP0-(NM/NP)VinVm0tVinttIm0Im1t0Vs0-(Ns/Nm)Vin(NS/NP)VinV10VL0-VOiL0(NS/NP)Vin-VO(NS/NP)VinttVOttIOtVDSVin+(NP/NM)VinVin0t

图3-2 单管正激式开关电源主电路各参数的波形图

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