用uc3842制作5V1A的开关电源模板.doc

用uc3842制作5V1A的开关电源一、引言开关电源被誉为高效节能电源,它是利用现代电力电子技术,通过控制开关通断时间比率来维持输出电压稳定的一种电源,具有体积小,重量小,效率高,功率小,纹波小,噪音低,已扩容,智能化程度高等优良特性。反激式开关电源作为开关电源的一种,具有结构简单,成本较低等优点,其拓扑在输出功率为5W至150W的电源中应用非常广泛,本文采用UC3842进行反激式开关电源的设计,输出为5V/、设计目的1、输出直流电压(Vout):5V2、输出直流电流(I):1A三、芯片概况1、UC3842的性能特点(1)它属于电流型单端PWM调制器,具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简便、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网隔离,适于构成无工频变压器的20~50W小功率开关电源。 (2)最高开关频率为500kHZ,%。电源效率高,输出电流大,能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。 (3)内部有高稳定度的基准电压源,,允许有±。℃。(4)稳压性能好。%/V,能同第二代线性集成稳压(例如LM317)相媲美。启动电流小于1mA,正常工作电流为15mA。 (5)除具有输入端过压保护与输出端过流保护之外,还设有欠压锁定电路,使工作稳定、可靠。 (6)最高输入电压=30V,输出最大峰值电流=1A,,本身最大功耗=1W,最大输出功率P=50W。2、UC3842的引脚排列及内部框图UC3842采用DIP-8封装如上图1,管脚IV、OV、GND端分别接输入电压、输出电压、地。。TR/TC是外接定时电阻、定时电容的公共端。UC3842内部框图如图2,,振荡器、误差放大器,过流检测电压比较器、PWM锁存器、输入欠压锁定电路、门电路、输出级、34V稳压管。脚为内部误差放大器输出端,外接阻容元件可改善误差放大器的 增益和频率特性; 脚为误差放大器的取样电压输入端,,产生误差电压,而控制脉冲宽度; 脚为PWM比较器的另一输入端,当检测电压超过lV时停止脉冲输出使电源处于间歇工作状态; 脚为定时电容CT端,内部振荡器工作频率由外接的阻容时间常数决定,f=/(RT×CT); 脚为接地端。脚为推挽输出端 ,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±lA; 脚为启动/工作电压输入端脚是直流电源供电端,具有欠、过压锁定功能,芯片功耗为15mW。 脚为内部5V基准电压输出端,有50mA的负载能力。四、总体电路框图及单元功能分析 1、输入单元(1)电源噪声滤波器 电源噪声滤波器电路如图4该滤波器有两个输入端,两个输出端和一个接地端,制作使用时外壳使用金属屏蔽并接地,电路包括共模电感L、滤波电容器C1~C4。L对串模干扰不起作用,但当出现共模干扰时,由于两个线圈的磁通方向相同,经过偶合后总电感量迅速增大,因此共模信号呈现很大的感抗,使之不易通过。C3、C4跨接在输出端,经电容分压后接地,能有效的抑制共模干扰。(2)整流滤波器从电源经过噪声滤波输出后的电压从整流滤波器(图5)输入,经过D1~D4进行桥式全波整流送往R1和C5组成的r型滤波电路进行滤波,得到+300V的非稳压的直流输出。采用桥式全波整流可省去笨重的输入变压器,使设计重量可大大减轻,输出也得到近似平滑的良好直流电压,转换效率相对较高。2、调整控制单元 (1)振荡电路由R2、C7与UC3842内部振荡器,+,产生高频信号。+,然后C7再经过芯片内部电路进行放电,从第4脚得到锯齿波电压。由于输出采用脉宽调制控制方式,考虑到Vi、Vref上的噪声电压也会影响输出脉冲宽度,振荡电路加了消噪电容C6。(2)启动、反馈补偿电路 刚启动开关电源时,UC3842所需要的+16V工作电压暂由R6、C9电路提供。+300V直流高压经过R6降压后加至UC3842的输入端Vi,利用C9的充电过程使Vi逐渐升至+16V以上,也就实现了软启动。一旦开关管转入正常工作状态,自馈线圈N2上所建立的高频电压经D5、C9、C10滤波后,就作为芯片的工作电压。至此启动过程结束。启动电路中有一34V稳压管,一但输入端出现高压,此稳压管就被击穿,将Vi钳位于34V,保证芯片不至损坏。输入电压锁定的目的是当输入欠压时,开关功率管自动关断,不至于欠压大电流运行。由于噪声干扰的影响,开关功率管有可能超负荷工作而损坏,为此给芯片加了PWM锁存器。其作用是保证在每个时钟周期内只输出一个脉宽调制信号,能消除在过流检测比较器翻转时间产生的噪声干扰。R4、C8用以调整误差放大器的增益和频率响应。自馈线圈N2的输出电压IV经过R5、R3分压后作为比较电压、,。R8上的电流反馈信号,通过R7衰减从3脚过流检测入,送入电流检测比较器进行比较,使输出得到电流钳位目的,输出电流被限制在1A以下。3、输出单元 由于