使用UC3842设计的CUK降压电路(无PCB电路板).doc

使用UC3842设计的CUK降压电路(无PCB电路板)
使用UC3843设计的CUK降压电路
第一章 开关电源简介
开关电源原理分析
开关电源是通过脉宽调制或频率调制，控制MOS管导通时间，继而控制电感线圈的磁通量，同时又要保证电感线圈不会达到磁饱和状态，从而控制输出电压的高低。同时通过反馈电路保证负载变化和输入电压变化时，输出电压仍能保证在一定范围内的稳定。
、开关电源分类
DC/DC变换是将固定的直流电压变换成可变的直流电压，也称为直流斩波。斩波器的工作方式有两种：
一是脉宽调制方式Ts不变，改变ton(通用)；
二是频率调制方式，ton不变，改变Ts(易产生干扰)。
其具体的电路由以下几类：
Buck电路——降压斩波器，其输出平均电压Uo小于输入电压Ui，极性相同。
Boost电路——升压斩波器，其输出平均电压Uo大于输入电压Ui，极性相同。
Buck-Boost电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo大于或小于输入电压Ui，极性相反，电感传输。
Cuk电路——降压或升压斩波器，其输出平均电压Uo 大于或小于输入电压UI,极性相反，电容传输。
、工作原理介绍
当+12V通过D1加到U1的第7脚后，随着电容C2两端电压慢慢升高，，U1开始启动，第8脚输出+5V50MA稳压电源。同时V1也经过D1和L1给电容C1充电，C1两端的电压达到Vi，且左+右-。
第8脚输出的+5V经R1加到U1第4脚，同时为电容C3充电。这时R1和C3组成的RC振荡电路开始工作，为U1提供稳定的工作频率。当RC振荡进入稳态后，U1的第6脚开始输出PWM脉冲，并给R4耦合给Q1的G极。
在Ton周期，Q1导通，输入电压Vi通过L1，Q1，为电容C充电，C为负载供电。同时C1中的电能释放，通过L2和电容C沟成回路，对电容C充电，下正上负，同时部分电能转化为磁能存储在L2中。电源管Q1中的电流有两个，一个是L1中的电流，另一个是C1中的电流。
在Toff周期Q1截止，输入电压Vi通过L1开始为C1充电，电容C1的电压上正下负。同时L2的电流方向不变，通过二极管D，对电容C充电，磁通转化为电能，存储在电容C中。二极管D中有两种电流，一个是对C1的充电电流，一个L2中的电流。
所以无论Q1导通与否，C在Ton期间和Toff期间都有连续的充电电流。
（2）、状态指示
R7和LED1为指示状态设置，当－5V电压输出时，LED1亮起，说明－5V电压已经产生。当－5V负载过重或短路时，U1保护，第6脚停止输出PWM脉冲，－5V电压消失，LED1熄灭。
（3）、过流保护
电阻R6为过流取样电阻，该电阻有两个作用，，U1过流保护动作，第6脚停止输出PWM脉冲，输出电压－5V消失。
二是该电阻能够对每一个方波进行检测，当通过的方波开启时间过长时，U1能够强制停止第6脚的输出，防止意外干扰导致Q1长时间导通引起过热损坏。所以R6不能使用导线短接，否则会引起U1长时间检测不到信号，而导致Q1长时间导通而过热损坏。
（4）、输出电压调整
CUK电路的输出为负压，而UC3843的BF反馈端要求输入的电压为-—，所以直接使用电阻分压取样是不符合要求。所以需要利用TL431和光耦配合，将负压的反馈信号转为正向电压。
R1和VR1组成反馈取样电路，调整VR1的阻值，改变VR1与R1的分压比，把此电压输出到U1的第2脚，U1改变第6脚输出的PWM占空比的大小，从而改变输出电压的高低。
、元件的选用与取值
对于电感L1、L2与耦合电容C1及输出电容C8的计算，需要假定一些条件和参数不变，如下图所示
Fig
When MOSFET Q1 switches on, the right hand side of inductor L1 is shorted to ground. The current in the inductor ramps according to the equation
 
 where V is the voltage across the inductor (in this case it is equal to the input voltage), L is the inductor value and di/dt is the change in inductor current with time. Thus with a fixed voltage across th