毕业设计 ---基于UC3842的单端反激式开关稳压电源的设计

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1、毕业论文 1 1 1 引言引言 电源，即提供电能的设备，主要分三类：一次电源（将其它能量转换为电能） ， 二次电源和蓄电池。其中，二次电源指的是把输入电源（由电网供电）转换为电压、 电流、频率、波形及在稳定性、可靠性（含电磁兼容，绝缘散热，不间断电源，智能 控制）等方面符合要求的电能供给负载。高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、 体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压 控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高 的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。 UC3842 是由 Unitrode 公司开发的新型控制器

2、件，是国内应用比较广泛的一种电 流控制型脉宽调制器。所谓电流型脉宽调制器是按反馈电流来调节脉宽的。在脉宽比 较器的输入端直接用流过输出电感线圈电流的信号与误差放大器输出信号进行比较， 从而调节占空比使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化。 由于结构上有电压 环、电流环双环系统，因此，无论开关电源的电压调整率、负载调整率和瞬态响应特 性都有提高，是比较理想的新型的控制器闭。 2 2 开关电源概述开关电源概述 2.12.1 开关电源的分类开关电源的分类 开关型稳压电源的电路结构一般分类如下： （1）按驱动方式分，有自激式和他激式。 （2）按 DC/DC 变换器的工作方式分：单端正激式和反激式、

3、推挽式、半桥式、 全桥式等；降压型、升压型和升降压型等。 （3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。 （4）按控制方式分：脉冲宽度调制(PWM)式；脉冲频率调制(PFM)式；PWM 与 PFM 混合式。 毕业论文 2 2.2.2 2 开关电源开关电源的的控制原理控制原理 开关电源是指电路中的电力电子器件工作在开关状态的稳压电源， 是一种高频电 源变换电路,采用直-交-直变换,能够高效率地产生一路或多路可调整的高品质的直 流电压。 开关电源采用功率半导体器件作为开关器件，通过周期性间断工作，控制开关器 件的占空比来调整输出电压。开关电源的基本构成如图 2.1 所示，其中 DC/DC 变换器 进行功

4、率转换，它是开关电源的核心部分，此外还有起动、过流与过压保护、噪声滤 波等电路。输出采样电路（R1、R2）检测输出电压变化，与基准电压 Ur 比较，误差 电压经过放大及脉宽调制（PWM）电路，再经过驱动电路控制功率器件的占空比，从 而达到调整输出电压大小的目的。图 2.2 是一种电路实现形式。 图 2.1 开关电源的基本构成 图 2.2 开关型稳压电源的原理电路 2.3 2.3 开关电源的开关电源的优优点点 开关电源的电路结构比较复杂，但是和线性电源相比有如下几个突出的优点： 毕业论文 3 (1)功耗小，效率高。功率晶体管在激励信号的激励下，交替工作在饱和导通与 截止的开关状态，转换速度很快，

5、频率一般在几十到几百 kHz。这就使得功率晶体管 的损耗较小，电源的效率可以大幅度地提高，其效率可以达到 80%以上。 (2)体积小，重量轻。由于没有采用笨重的工频变压器，并且在功率晶体管上的 耗散功率大幅降低后，又省去较大的散热片，因此开关稳压电源的体积和重量都可以 得到减小。 (3)稳压范围宽。开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比或者激励信号 的频率来调节的，输入电压的变化也可以通过变频或调宽来进行补偿。在工频电网电 压有较大变化或负载有较大变化时，它仍能保证有较稳定的输出电压，所以稳压范围 宽、稳压效果好。此外，改变占空比的方法有脉宽调制型和频率调制型两种。这样， 开关稳压电源不仅

6、具有稳压范围宽的优点，而且实现稳压的方法也较多，设计人员可 以根据实际应用的要求，灵活地选用各种类型的开关稳压电源。 (4)滤波的效率大为提高，使滤波电容的容量和体积大为减小。开关稳压电源的 工作频率目前基本上是工作在 50kHz，是线性稳压电源的频率的 1000 倍，这使整流 后的滤波效率几乎也提高了 1000 倍。在相同的纹波输出电压的要求下，采用开关稳 压电源时，滤波电容的容量只是线性稳压电源中滤波电容容量的 1500 一 11000。 (5)电路形式灵活多样。例如，有自激式和他激式；有调宽型和调频型；有单端 式和双端式，等等。设计者可以发挥各种类型电路的特长，设计出能满足不同应用场 合的开关稳压电源。 3 3 开关电源开关电源常见的变换器常见的变换器 3.1 PWM3.1 PWM 变换器变换器 脉冲宽度调制（PWM）是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调 制。它是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术，广 泛应用于测量，通信，功率控制与变换等许多领域。一种模拟控制方式，根据相应载