摘要：介紹了一種以u(píng)c3842電流型脈寬調(diào)制器進(jìn)行控制，多路固定電壓輸出的40w開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源，根據(jù)uc3842的特性給出了詳細(xì)的電路參數(shù)及高頻變壓器的設(shè)計(jì)方法，并對(duì)其性能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明按此方法設(shè)計(jì)的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源可靠性高。
　　關(guān)鍵詞：電流型脈寬調(diào)制器；反激式開(kāi)關(guān)電源；占空比

0 引言
　　電源裝置是電力電子技術(shù)應(yīng)用的一個(gè)重要領(lǐng)域，其中高頻開(kāi)關(guān)式直流穩(wěn)壓電源由丁具有效率高、體積小、重量輕等突出優(yōu)點(diǎn)．而得到了廣泛應(yīng)用。本文詳細(xì)介紹一種電流控制型開(kāi)關(guān)電源，以低成本的uc3842 pwm控制芯片為核心構(gòu)成的多路輸出的開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)電路。本設(shè)計(jì)采用高性能的專(zhuān)用芯片uc3842，應(yīng)用原邊檢測(cè)技術(shù)去除副邊反饋環(huán)，從而降低了成本。
l 單端反激式變換器的特點(diǎn)
　　單端反激式變換器又稱電感儲(chǔ)能式變換器，工作原理如圖l所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)管s1被pwm脈沖激勵(lì)而導(dǎo)通時(shí)，次級(jí)整流二極管d1截止，輸出電容c給負(fù)載供電。直流輸入電壓施加到高頻變壓器t的原邊繞組上，此時(shí)np相當(dāng)于一個(gè)純電感，流過(guò)np的電流線性上升，電源能量以磁能形式存儲(chǔ)在電感中：當(dāng)開(kāi)關(guān)管s1截止時(shí)，由于電感電流不能突變，原邊繞組兩端電壓極性反向，副邊繞組上的電壓極性顛倒使d1導(dǎo)通，原邊儲(chǔ)存的能量傳送到副邊，提供負(fù)載電流，同時(shí)給輸出電容充電。

　　單端反激式變換器通常采用加氣隙來(lái)增大可工作的磁場(chǎng)強(qiáng)度h，減少剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度；當(dāng)反激式變換器處于連續(xù)工作模式時(shí)，氣隙可有效防止磁芯飽和，因而可增大電源的輸出功率，減少變壓器磁芯損耗，進(jìn)一步提高開(kāi)關(guān)頻率。
2 uc3842結(jié)構(gòu)和功能介紹
　　uc3842芯片是一種單端隔離式電流型脈寬調(diào)制集成電路，其主要特點(diǎn)是：
　　(1)外接元件少，外圍電路簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜；
　　(2)無(wú)需輸入變壓器，啟動(dòng)電流��；
　　(3)具有精密的電壓基準(zhǔn)源(±l％)；
　　(4)大電流(1 a)pwm輸出級(jí)，可直接驅(qū)動(dòng)功率mos管；
　　(5)有欠電壓封鎖和過(guò)電流保護(hù)功能；
　　(6)工作頻率可達(dá)500khz。

　　uc3842芯片能同時(shí)滿足較好的電氣性能和較低的成本，因而被廣泛用于小功率開(kāi)關(guān)電源。其內(nèi)部框圖如圖2所示。腳l為補(bǔ)償端子，外接rc網(wǎng)絡(luò)可補(bǔ)償誤差放大器的頻率響應(yīng)；腳2是電壓反饋端，取樣電壓加在誤差放大器的反相輸入端，與2．5v的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生誤差電壓；腳3為電流檢測(cè)輸入端，外接檢測(cè)電阻，可構(gòu)成過(guò)流保護(hù)電路，當(dāng)腳3電壓等于或高于lv時(shí)，電流檢測(cè)比較器輸出高電平，復(fù)位pwm鎖存器，從而關(guān)閉輸出脈沖，達(dá)到限流保護(hù)的目的。因此，被檢測(cè)的峰值電流為

式中：rs為功率開(kāi)關(guān)管的電流檢測(cè)電阻。在本設(shè)計(jì)方案中rs選擇0.33ω。
腳4外接定時(shí)電阻和電容，用以確定振蕩器的工作頻率，其計(jì)算公式為

　　腳6為輸出端，采用圖騰式輸出，輸出平均電流為200ma，最大電流為la。腳7是其電源端，芯片工作的開(kāi)啟電壓為16v，欠壓鎖定電壓為10v，6v的啟動(dòng)與關(guān)閉差值可有效地防止電路在門(mén)限值電壓附近時(shí)產(chǎn)生振蕩；腳8是其內(nèi)部基準(zhǔn)電壓(5v)。

3 電源電路的工作原理
　　圖3為工作原理圖，交流輸入電壓經(jīng)整流平滑后為電路提供直流工作電壓，起動(dòng)電路出電容c4和r1構(gòu)成，c4經(jīng)電阻r1充電，當(dāng)c4電壓達(dá)到uc3842的啟動(dòng)電壓16v時(shí)，uc3842的腳6有驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出，啟動(dòng)過(guò)程完成后其正常的工作電壓由饋電線圈n6上的高頻電壓經(jīng)r10、d2、c4整流濾波后提供，同時(shí)也作為電壓反饋信號(hào)，經(jīng)r3、r4分壓后送到電壓比較器的反相輸入端(腳2)與uc3842內(nèi)部的2．5v基準(zhǔn)電壓作比較來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖寬度，從而改變輸出電壓以實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出的控制；c8、r11、d3為主功率器件s1的緩沖回路，以吸收s1漏源極的電壓尖峰；c2、r2、d1則作為脈沖變壓器的緩沖回路，吸收n1的漏感所產(chǎn)生的尖峰，以防止功率器件的損壞；r8、c6構(gòu)成濾波器以濾去由rs檢測(cè)的電流中可能會(huì)有的毛刺，防止電流比較器的誤動(dòng)作。

4 高頻變壓器的參數(shù)設(shè)計(jì)
　　本沒(méi)計(jì)的目標(biāo)是完成一個(gè)交流輸入電壓范圍為220(1±20％)v，輸出為24v／500ma、±15v／600ma、5v／2a的多級(jí)輸出，效率η=75％，最大占空比d=o．5，工作頻率f=50khz的開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓直流電源。

　　單端反激式工關(guān)電源中變壓器不僅作為變壓器使用，同時(shí)又作為儲(chǔ)能電感，它的設(shè)計(jì)方法與其他類(lèi)型的變壓器不同。其設(shè)計(jì)參數(shù)豐要有以