基于MOSFET控制的反激式开关电源设计v10.doc

网络教育学院本 科 生 毕 业 论 文（设 计） 题 目：基于MOSFET控制的反激式开关电源设计学习中心：奥鹏远程教育青岛学习中心（直属）层 次： 专科起点本科 专 业： 电气工程及其自动化 年 级： 2008年秋季 学 号： 200808106526 学 生： 封凯 指导教师： 完成日期： 年 月 日 摘要摘要随着电子电力技术的不断发展，集成化的开关电源就已被广泛地应用于电子计算机、彩色电视机、卫星通信设备、程控交换机、精密仪表等电子设备。传统的交换式电源、线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。因此需要设计一个开关电源，可以处理的输入电压范围更广，提供更高的效率。但市面上有些开关电源存在一些问题，如MOSFET过热，输出的峰值电压偏高，具有极高的噪声干扰。本文通过设计一个基于MOSFET控制的反激式开关电源，并加入缓冲电路以满足设计约束，缓冲电路由一个电阻器、电容器和二极管组成，这样可以防止MOSFET过热以及过滤电压峰值，避免输出过冲。关键字：开关电源，MOSFET，反激式，缓冲电路基于MOSFET控制的反激式开关电源设计目录摘要ii第一章 绪论51.1 选题背景51.2 目的和意义61.3 国内外研究现状61.3 主要工作内容81.4 章节安排8第二章 开关电源原理及控制方法研究92.1开关电源的基本原理92.2开关电源的组成模块10第三章 开关电源设计123.1技术指标123.2 输入整流滤波143.2.1 EMI滤波器143.2.2 浪涌抑制部分163.2 开关设计213.3 反击变压器设计233.4 输出整流253.5 反馈网络263.5 控制器设计293.6 保护电路38第四章 开关电源测试及性能测试41第五章 结论与展望431.2 结论43参考文献52致 谢53基于MOSFET控制的反激式开关电源设计第一章 绪论随着全球对能源问题的重视，电子产品的耗能问题将愈来愈突出，如何降低其待机功耗，提高供电效率成为一个急待解决的问题。传统的线性稳压电源虽然电路结构简单、工作可靠，但它存在着效率低（只有40%50%）、体积大、铜铁消耗量大，工作温度高及调整范围小等缺点。为了提高效率，人们研制出了开关式稳压电源，它的效率可达85%以上，稳压范围宽，除此之外，还具有稳压精度高、不使用电源变压器等特点，是一种较理想的稳压电源。正因为如此，开关式稳压电源已广泛应用于各种电子设备中。1.1 选题背景传统的交流到直流电源电压低，在电力行业使用的一般都有一个固定的输入电压为120VAC或130VDC评级。过去往往是应用遥测和其他电子设备在变电站站服务环境中，120伏交流电或130VDC电池服务站提供了位置。在几乎所有的住宅/商业/小型工业客户服务点，唯一的有效成分一直是电能表。然而，在过去10年的工业和商业客户服务点遥测数据的需要有所增加。有了这个数据需求增加出现了低电压直流电力通信的需求，以及其他微机监控设备。1.2 目的和意义1.3 国内外研究现状从我国开关电源的发展过程可以了解国际开关电源发展的一个侧面，虽然一般说来，我国技术发展水平与国际先进水平平均有510年差距。 70年代起，我同在黑白电视机，中小型计算机中开始应用5V，20-200A，20kHZ ACDC开关电源。80年代进入大规模生产和广泛应用阶段，并开发研究0.55MHz准谐振型软开关电源。80年代中，我国通信（如程控交换机）电源在ACDC及DCDC开关电源应用领域中所占比重还比较低。80年代末我国通信电源大规模更新换代，传统的铁磁稳压-整流电源和晶闸管被相控稳压电源为大功率（48V， 6kw） ACDC开关电源（通信系统中常称为开关型整流器SMR）所取代；并开始在办公室自动化设备中得到应用。工业应用方面，在锅炉火焰控制，继电保护，激光，彩色TV，离子管灯丝发射电流调节，离子注射机，卤钨灯控制等系统中均有应用。 90年代我国又研制开发了一批新型专用开关电源，典型例子如下： 1.卫星开关电源。东方红三号通信卫星、风云一号、二号气象卫星均应用了开关电源。1.3 主要工作内容1.4 章节安排第二章 开关电源原理及控制方法研究2.1开关电源的基本原理开关电源的工作过程相当容易理解。在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断状态。在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏安乘积总是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）。功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比是开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来生高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。控制器的主要目的式保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能模块电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。它们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压脉冲转换单元。开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很少，但是工作过程相差很大，在特定的场合下个有优点。正激式变换器的优点式：输出电压的纹波峰峰值比升压式变换器低，同时可以输出比较高的功率，正激式变换器可以提供数千瓦的功率。升压式变换器中峰值电流较高，因此只适合功率不大于150W的应用场合，在所有拓扑中，这类变换器所用的元器件最小，因而在中小功率的应用场合中和流行。开关电源的工作原理是:1. 交流电源输入经整流滤波成直流;2. 通过高频PWM(脉冲宽度调制)信号控制开关管,将那个直流加到开关变压器初级上;3. 开关变压器次级感应出高频电压,经整流滤波供给负载;4. 输出部分通过一定的电路反馈给控制电路,控制PWM占空比,以达到稳定输出的目的.2.2 拓朴结构输入PFI滤波器和浪涌抑制器输入整流和滤波反馈网络启动、IC供电和驱动电电路保护电路整流与滤波变压器功率开关控制器驱动VCC地地保护抑制输出Vin(DC)Vout(DC)2.3 开关电源调制方法2.2.1PWM(PulsewidthModulation)调制方法脉冲调制英文表示是Pulse Width Modulation，简称PWM。PWM是调节脉冲波占空比的一种方式。如图1所示，脉冲的占空比可以用脉冲周期、On-time、Off-time表示，如下公式：占空比On-time（脉冲的High时间）/ 脉冲的一个周期（On-time + Off-time）Tsw（一周期）可以是开关周期，也可以是Fsw=1/Tsw的开关频率。图 Pulse Width Modulation (PWM)在运用PWM的驱动电路中，可以通过增减占空比，控制脉冲一个周期的平均值。运用该原理，如果能控制电路上的开关设计（半导体管、MOSFET、IGBT等）的打开时间（关闭时间），就能够调节电流的效率。2.2.2PFM(PulseFrequencyModulation)调制方法脉冲频率调制(PFM)是一种转换方法， 通常被应用于DC-DC转换器来提高轻负载效率。PFM也被称作“节电” 模式。工作在节电模式下的转换器在轻负载电流条件下使用PFM模式， 在较重负载电流条件下使用脉冲宽度调制(PWM)模式。这种工作模式使转换器可以在宽泛的电流输出范围内均保持极高的效率。2.2.3PSM(PulseSkipModulation)调制方法122.4 开关电源控制方法研究第三章 开关电源设计在本文中，是设计一个65W通用交流输入多路输出反激式变压器的PWM开关电源。这种开关电源可用于AV85240V输入的电子产品中。这种特殊的开关电源可以提供25150W的输出功率，可以用在办公室小型分组交换机（PBX）等产品中。3.1技术指标3.2 输入整流滤波输入整流器/滤波器电路在开关电源中不被人重视。典型的输入整流器/滤波器电流由三到四个部分组成：EMI滤波器、浪涌抑制器、整流级（离线应用场合）和输入滤波电容。许多交流输入离线式电源要求有功率因数校正（PFC）。其电路图如图42。 图42 输入整流滤波电路3.2.1 EMI滤波器随着电子设计、计算机与家用电器的大量涌现和广泛普及，电网噪声干扰日益严重并形成一种公害。特别是瞬态噪声干扰，其上升速度快、持续时间短、电压振幅度高（几百伏至几千伏）、随机性强，对微机和数字电路易产生严重干扰，常使人防不胜防，这已引起国内外电子界的高度重视。电磁干扰滤波器（EMIFilter）是近年来被推广应用的一种新型组合器件。它能有效地抑制电网噪声，提高电子设备的抗干扰能力及系统的可靠性，可广泛用于电子测量仪器、计算机机房设备、开关电源、测控系统等领域。输入滤波的前级是EMI滤波器。这个电感流过的是相对较大的直流电流，并且要防止高频开关噪声进入输入电源端。在交流离线应用场合，经常用共模扼流圈，在本设计中，EMI滤波器选用二阶共模滤波器。EMI滤波器的主要作用是滤除开关噪声和由输入线引起的谐波。基本电路及其典型应用该五端器件有两个输入端、两个输出端和一个接地端，使用时外壳应接通大地。电路中包括共模扼流圈（亦称共模电感）L、滤波电容C1C4。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，经过耦合后总电感量迅速增大，因此对共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过，故称作共模扼流圈。它的两个线圈分别绕在低损耗、高导磁率的铁氧体磁环上，当有电流通过时，两个线圈上的磁场就会互相加强。L的电感量与EMI滤波器的额定电流I有关。需要指出，当额定电流较大时，共模扼流圈的线径也要相应增大，以便能承受较大的电流。此外，适当增加电感量，可改善低频衰减特性。C1和C2采用薄膜电容器，容量范围大致是0.01F0.47F,主要用来滤除串模干扰。C3和C4跨接在输出端，并将电容器的中点接地，能有效地抑制共模干扰。C3和C4亦可并联在输入端，仍选用陶瓷电容，容量范围是2200pF0.1F。为减小漏电流，电容量不得超过0.1F，并且电容器中点应与大地接通。C1C4的耐压值均为630VDC或250VAC。还有EMI滤波器要尽可能靠近电源里的供电线输入端。如果滤波器前的线太长，从外面引入的传导EMI会干扰开关电源的工作。相反，开关电源里面的长导线也会产生RFI（射频干扰），并向外发射，这样无法通过电源EMI检测。3.2.2 浪涌抑制部分浪涌抑制部分要放在EMI滤波电感后，但在整流（离线式）和输入滤波电容（直流输入）前。所有浪涌抑制器都要用EMI滤波电感和串连阻抗来防止超过它们额定的瞬时能量。EMI电感极大地减少了瞬时电压峰值，并在时间上把它延长，这样提高了抑制器的工作寿命。但是，不同的浪涌抑制器技术所串连的内部电阻特性也不一样。浪涌电压抑制器件基本上可以分为两大类。第一种类为橇棒（Crowbar）器件，另一类为箝位保护器，即保护器件在击穿后，其两端电压维持在击穿电压上不再上升，以箝位的方式起到保护作用。常用的箝位保护器是氧化锌压敏电阻，瞬态电压抑制器（）等。3.2.3单相桥式整流电路和电容滤波电路1.单相桥式整流电路单相桥式式整流电路适用与1KW以下的整流电路中。完成这一电路主要是靠二极管的单向导电作用，因此二极管是构成整流电路的关键元件。(a) 工作原理 单相桥式整流电路是最基本的将交流转换为直流的电路，因为是由四只整流二极管D1D4接成电桥的形式，所以称为桥式整流电路。如图1（a）所示。为了更清楚的解释其工作原理，我将桥式整流电路的输出直接接一个负载。在分析整流电路工作原理时，整流电路中的二极管是作为开关运用，具有单向导电性。根据图1（a）的电路图可知：（a）桥式整流电路 （b）波形图 图1 单相桥式整流电路当正半周时，二极管D1、D3导通，在负载电阻上得到正弦波的正半周。电流由TR次级上端经D1RLD3回到TR次级下端，在负载RL上得到一半波整流电压。如图4 当负半周时，二极管D2、D4导通，在负载电阻上得到正弦波的负半周。电流由Tr次级的下端经D2RLD4在负载电阻上正、负半周经过合成，得到的是同一个方向的单向脉动电压。单相桥式整流电路的波形图见图1（b）。参数计算 根据图1（b）可知，输出电压是单相脉动电压，通常用它的平均值与直流电压等效。输出平均电压为:流过负载的平均电流为:流过二极管的平均电流为:二极管所承受的最大反向电压 二级管的选择应主要考虑以上两个因素。在这次设计中，我选用的是二级管IN4004。2电容滤波电路 滤波电路利用电抗性元件对交、直流阻抗的不同，实现滤波。电容器C对直流开路，对交流阻抗小，所以C应该并联在负载两端。经过滤波电路后，既可保留直流分量，又可滤掉一部分交流分量，改变了交直流成分的比例，减小了电路的脉动系数，改善了直流电压的质量。 (a) 电容滤波电路结构 现结合单相桥式整流和电容滤波电路为例来说明。电容滤波电路如图2所示，在负载电阻上并联了一个滤波电容C。图2 电容滤波电路 (b) 滤波原理 若V2处于正半周，二极管D1、D3导通，变压器次端电压V2给电容器C充电。此时C相当于并联在v2上，所以输出波形同v2 ，是正弦波。当v2到达wt=p/2时，开始下降。先假设二极管关断，电容C就要以指数规律向负载L放电。指数放电起始点的放电速率很大。在刚过wt=p/2时，正弦曲线下降的速率很慢。所以刚过wt=p/2时二极管仍然导通。在超过wt=p/2后的某个点，正弦曲线下降的速率越来越快，当刚超过指数曲线起始放电速率时，二极管关断。所以在t2到t3时刻，二极管导电，充电，Vi=Vo按正弦规律变化；t1到t2时刻二极管关断，Vi=Vo按指数曲线下降，放电时间常数为RLC。电容滤波过程见图3。 图3 电容滤波电路波形(c) 外特性 整流滤波电路中，输出直流电压VO随负载电流IO的变化关系曲线如图4所示。 图4 电容滤波外特性曲线 (d) 电容滤波电路参数的计算 负载平均电压VL升高，纹波减少，且RLC越大，电容放电速率越慢，则负载电压中的纹波成分越小，负载平均电压越高。为了得到平滑的负载电压，一般取： 在本设计中，我采用AD250V的100F电容。电容滤波电路的计算比较麻烦，因为决定输出电压的因素较多。一般常采用以下近似估算法： RLC =（35） 的条件下，近似认为VO=1.2V2。输入整改阶段将能够转换输入电压，范围从90到310伏交流电，并将其转换为直流电压。整改阶段包括一个共模电感（用来隔离电路），全桥整流，电容。在这一阶段重要的考虑是选择二极管，是处理高输入电压的能力。图3.2.3显示的PSpice电路图这是用来模拟输入整改阶段。用于计算正确的输入整流电路的电容值方程式如公式3.2.11。 (3.2.1)是从电源电压频率是最小峰值AC线纠正价值是峰峰值电压跌落所需的输入电容上的从二极管被选为最大输入电流和电压计算。最小的投入是计算方法为：90 VAC的输入电压，最大输入电压310伏交流电作为指定。方程3.2.2，3.2.3，和3.2.4被用来选择正确的输入整流二极管1。 (3.2.2) (3.2.3) (3.2.4) 图3.2.3。投入整改阶段的PSpice示意图 3.3 开关设计3.4 反激变压器设计反激式指当功率MOSFET导通时，就将电能储存在高频变压器的初级绕组上，仅当MOSFET关断时，才向次级输送电能。其拓扑、主要波形和一些估计参数，如图3-2。 图3-2 反激式电路3.5 控制器设计必须有一个控制使用反激转换器拓扑结构的方法。要做到这一点，一个电流控制的脉冲宽度调制控制器使用。这个控制器的功能是最基本的。图3.5.1揭示了内部控制电路的简化版本，并有助于解释其功能的主要工作。该电阻器（RT）和电容上述表示的UC3845（CT）都用于开发控制器的频率。这种特定的控制器有一个500KHz的，并与逆转录和CT一值的上限频率可以指定工作频率为100KHz在这种情况下。在某些情况下，从输出电压的反馈将直接反馈到该控制器，但由于孤立的问题，我们使用一个单独的反馈网络（在3.6节中介绍），因此我们绑脚2（电压反馈输入）对地。如果使用了该引脚的电压司将开发需要发生在2脚2.5V的信号为基础的电压所需的输出了。例如，如果我们需要一个13.5V的输出信号，我们将使用2.49和13.7的K -欧姆的分压网络和航线就此向电压反馈输入电阻。当前控制方法是通过一个电流感应电阻（RS），这是与MOSFET的漏极和地坐落。该电阻的发展对电流通过开关量为基础的电压和电流，一旦达到最大值，开关是关闭的。这是通过一个比较器，触发器系列，数字逻辑控制的主要目的就是要保持输出电压一定，而负载电流可以有很大的变化范围，这就是要通过负反馈来达到这个目的。所有的电源控制器，无论线性电源还是开关电源，都要检测输出电压。选择控制IC极其重要，如果选择不正确，会使电源工作不稳定而浪费宝贵的时间。总体上说，正激式拓扑用电压型控制器，升压式拓扑通常用电流型控制。但这也不是一成不变的规则，因为每一种控制方法都可以用到各种拓扑中去，只是得到的结果不一样而已。各种控制方法见表41。表41 PWM控制器控制方法控制方法最适宜的拓扑说明具有输出平均电流反馈的电压型控制正激式电路输出电流反馈太慢，会使功率开关失效具有输出电流逐周限制的电压型控制正激式电路具有很好的输出电流保护功能，通常检测高压侧电流电流滞环控制正激式和升压式电路有很多专利限制，控制IC少电流型控制，由时钟脉冲导通Boot电路和反激式电路具有很好的输出电流保护功能，控制IC很多，通常采用GND驱动开关在这个电路中，影响电源控制器IC选择的主要因素是：需要有MOSFET驱动（图腾柱驱动），单极性输出，能把占空比限制50%内，电流型控制，器件数目少，欠电压封锁，低成本。所以选择UC3845系列。1、UC3845基本特性UC3845是高性能固定频率电流模式控制器。专为离线和直流至直流变换器应用而设计，为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。该集成电路的特点是，具有振荡器、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输出，是驱动功率MOSFET的理想器件。其它的保护特性包括带滞后的输入和带滞后的参考欠压锁定、逐周电流限制、单个脉冲测量锁存，以及每隔一个振荡周期将输出消隐的触发器，允许将输出静区定为50%至70%。这些器件可提供8管脚双列直插塑料封装和14管脚塑料表面贴装（SO-14）封装。SO-14封装的图腾柱式输出级有分离的电源和接地管脚。UC3845专为低压应用设计的，欠压锁定门限为8.5伏（通）和7.6伏（断）。l 电流模式工作达500KHz输出开关频率l 输出静区时间从50%至70%可调l 自动前馈补偿l 锁蹲脉宽调制，用于逐周期限流l 内部微调的参考源，带欠压锁定l 大电流图腾柱输出l 输入欠压锁定，带滞后l 低启动和工作电流l 直接与安森美半导体的SENSEFET产品接口最大额定值额定值符号值单位总电源和齐纳电源（Icc+Iz）30mA输出电流拉或灌（注1）Io1.0A输出能量（每周容性负载）W5.0J电源取样和电压反馈输入Vin-0.3+0.5V误差放大输出灌电流Io10mA功耗和热特性D后缀，塑料封装，外壳751A，最大功耗T=25 结至空气热阻N后缀，塑料封装，外壳626A，最大功耗T=25 结至空气热阻PdRPd8621451.25100mW/WW/W工作结温Tj+150工作环境温度Ta0+70保存温度范围Tstg-65+150电气特性（Vcc=15V。注2，RT=10K，CT=3.3nF，TA=TLOWThigh注3，除非另有规定。）特性符号UC384X单位最小值典型值最大值参考部分参考输出电压（Io=1.0mA，Tj=25）Vref4.95.05.1V电源调整率（Vcc=12V25V）Reg2.020mV负载调整率（Io=1.0mA20mA）Reg3.025mV温度稳定性Ts0.2mV/交流线路，负载和温度引起的总的输出变化Vref4.285.18V输出噪声电压（f=10Hz10KHz，Tj=25）Vn50V长期稳定性（在T=125条件下工作1000小时）S5.0mV输出短路电流Isc-30-85-180mA振荡部分频率Tj=25Ta=Tlow至ThighFosc4746525760KHz频率随电压变化率（Vcc=12V至25V） Fosc/ V0.21.0%频率随温度变化率Ta=Tlow至Thigh Fosc/ T5.0%振荡器电压摆幅（峰峰）Vosc1.6V放电电流（Vosc=2.0V，Tj=25）Idischg10.8mA误差放大器部分电压反馈输入（Vo=2.5V）VFB2.452.52.58V输入偏置电流（VFB =2.7V）IIB -0.1-2.0A开环电压增益（Vo=2.0V4.0V）AVCL6590-dB增益等于1之宽带（Tj=25）BW0.71.0-MHz电源抑制比（Vcc=12V25V）PSRR6070-dB输出电源灌（VO=1.1V，VFB=2.7V）拉（VO=5.0V，VFB=2.3V）ISink ISource2.0-0.512-1.0-mA输出电压摆幅高态（RL=15K至地，VFB=2.3V）低态（RL=15K至Vref，VFB=2.7V）VOHVOL5.0-6.20.8-1.1V电流取样部分电流取样输入电压增益（注4，5）AV2.583.03.15V/V最大电流取样输入门限（注4）Vth0.91.01.1V电源抑制比VCC=12V至25V（注4）PSRR-70-dB输入偏置电流IIB-2.0-10A传输时延（电流取样输入至输出）tPLH（IN/OUT）-150300ns输出部分输出电压低态（ISink=20mA）（ISink=200mA）高态（ISink=20mA）（ISink=200mA）VCLVCH-13120.11.613.513.40.42.2-V欠压锁定激活输出电压VOL（UVLO）-0.11.1V输出电压上升时间（CL=1.0nF，Tj=25）tf-50150ns输出电压下降时间（CL=1.0nF，Tj=25）tf-50150ns欠压锁定部分启动门限Vth14.57.8168.417.59.0V接通后最小工作电压VCC（min）8.57.0107.611.58.2V脉宽调制部分占空比最大最小DCmaxDCmin47-48-500%整个器件电源电流（注2）启动：（VCC=6.5V对于UCX845）工作ICC-0.5121.01.7mA电源齐纳电压（=25mA）VZ3036-V注：1.必须遵守最大封装功耗限制。2.设定为15V之前，调节VCC高于启动门限。 3.测试过程应用低占空比脉冲技术，使结温尽可能地接近环境温度。Tlow=0 Thigh=+704.此参数当时，在锁存释放点测得。5.比较器增益定义为：管脚功能说明管脚功能说明8-管脚14-管脚11补偿该管脚为误差放大输出，并可用于环路补偿。23电压反馈该管脚是误差放大器的反相输入，通常通过一个电阻分压器连接至开关电源输出35电流取样一个正比于电感器电流的电压接到这个输入，脉宽调制器使用此信息中止输出开关的导通47RT/CT通过将电阻RT连至并将电容CT连至地，使得振荡器频率和最大输出占空比可调。工作频率可达1.0MHz。5-地该管脚是控制电路和电源的公共地（仅对8脚封装而言）610输出该输出直接驱动功率MOSFET的栅极，高达1.0A的峰值电流，此管脚拉和灌，输出开关频率为震荡器频率的一半。712VCC该管脚是控制集成电路的正电源。814Vref该管脚为参考输出，它经电阻RT向电容CT提供充电电流。-8电源地该管脚是一个接回到电源的分离电源地返回端（仅对14管脚封装而言），用于减少控制电路中开关瞬态噪声的影响。-11VC输出高态（VCH）由加到此管脚的电压设定（仅对14管脚封装而言）。通过分离的电源连接，可以减少控制电路中开关瞬态噪声的影响。-9地该管脚是控制电路地返回端（仅对14管脚封装而言），并被接回电源地。-2，4，6，13空脚无连接（仅对14管脚封装而言）。这些管脚没有内部连接。2、UC3845工作描述UC3845系列是专门设计用于离线和直流到直流变换器应用的高性能，固定频率，电流模式控制器，为设计者提供使用最小外部元件的高性能价格比的解决方案。代表性方框图如图4- 所示。a.振荡器振荡器频率由定时元件RT和CT选择值决定。电容CT由5.0V的参考电压通过电阻RT充电，充至约2.8V，再由一个内部的电流宿放电至1.2V。在CT放电期间，振荡器产生一个内部消隐脉冲保持“或非”门的中间输入为高电平，这导致输出为低状态，从而产生了一个数量可控的输出静区时间。UC3845有一个内部触发器，它通过保持“或非”门的一个输入为高电压，每隔一个时钟周期关闭一次输出。这与CT的放电周期相结合，是输出静区时间可以从50%调节到70%。b.误差放大器提供一个有可访问反相输入和输出的全补偿误差放大器。此放大器具有90dB的典型直流增益和具有57相位余量的1.0MHz的增益等于1带宽。同相输入在内部偏置于2.5V而不经管脚引出。典型情况下变换器输出电压通过一个电阻分压器分压，并由反向输入监视。最大输入偏置电流为-2.0A，它将导致输出电压误差，后者等于输入偏置电流和等效输入分压器源电阻的乘积。误差放大器输出（管脚1）用于外部回路补偿。输出电压因两个二极管压降而失调（1.4V），保证在输出（管脚6）不出现驱动脉冲。这发生在电源正在工作并且负载不取消时，或者在软启动过程的开始。c.电流取样比较器和脉宽调制锁存器UC3845作为电流模式控制器工作，输出开关的导通由振荡器起始，当峰值电感电流到达误差放大器输出/补偿（管脚1）建立的门限电平时中止。这样在逐周基础上误差信号控制峰值电感电流。所用的电流取样比较器脉宽调制锁存配置确保在任何给定的振荡器周期内，仅有一个单脉冲出现在输出端。电感电流通过插入一个与输出开关Q1的源极串联的以地为参考取样电阻RS转换成电压。此电压由电流取样输入（管脚3）监视并与来自误差放大器的输出电平相比较。在正常的工作条件下，峰值电感电流由管脚1上的电压控制，其中：当电源输出过载或者如果输出电压取样丢失时，异常的工作条件将出现。在这些条件下，电流取样比较器门限将被内部箝位至1.0V。因此最大峰值开关电流为：通常在电流波形的前沿可以观察到一个窄尖脉冲，当输出负载较轻时，它可能会引起电源不稳定。这个尖脉冲的产生是由于电源变压器匝间电容和输出整流恢复时间造成的。在电流取样输入端增加一个RC滤波器，使它的时间常数接近尖脉冲的持续时间，通常将消除不稳定性（参见图23）。d.欠压锁定采用了两个欠压锁定比较器来保证在输出级被驱动之前，集成电路已完全可用。正电源端（VCC）和参考输出（Vref）个由分离的比较器监视。每个都具有内部的滞后，以防止通过他们各自的门限时产生错误输出动作。V比较器上下门限分别为： UC3845 8.4V/7.6V，Vref比较器高低门限为3.6V/3.4V。大滞后和小启动电流使得，UC3845准备应用于更低电压直流到直流变换器中的。一个36V的齐纳二极管作为并联稳压管，从VCC连接至地。它的作用是保护集成电路免受系统启动期间产生的过高电压破坏。最小工作电压（VCC）： UC3845为8.2V。e.输出UC3845有一个单图腾柱输出级，是专门设计用来直接驱动功率MOSFET的，在1.0nF负载时，它能提供达1.0A的峰值驱动电流和典型值为50ns的上升、下降时间。还附加了一个内部电路，使得任何时候只要欠压锁定有效，输出就进入灌模式，这个特性使外部的下拉电阻不在需要。f.参考电压5.0V带隙参考电压在TJ=25时调整误差至2.0%（对UC3845），它首要的目的是为振荡骑定时电容提供充电电流。参考部分具有保护功能并能向附加控制电路提供超过20mA的电流。3.6 反馈网络电压反馈环的唯一功能就是使输出电压保持在一个固定值。即通过控制器件控制端的电流来调节占空比，以达到稳压的目的。但考虑负载瞬态响应输出精度多路输出隔离输出等方面，电压反馈的设计就变得很复杂了。电压反馈环的核心部分是一个称为误差放大器的高增益运算放大器，这部分仅仅是个高增益的放大器而已，它把两个的误差放大，并产生电压误差信号。在电压系统中，这两个电压一个是参考电压，而另一个则是输出电压。输出电压在输入到误差放大器之前先进行分压，分压的比例为电压参考值与额定输出电压的比值。这样，在额定输出电压时，误差放大器产生一个“零误差”点。如果输出偏离额定值，放大器的输出误差电压就会明显地改变，电源系统用改该误差电压来校正脉宽，从而使输出电压回到额定值。电压反馈环要与输入电压和控制器IC隔离，可以用光隔离器进行隔离。光藕合器在开关电源的主振回路使输入回路与输出回路进行电气隔离，并为电源的稳压控制电路提供信号通路。它主要有光源（即发光二极管）和光敏器件组成。最通用的光电耦合器是把一个发光二极管LED合一个光敏三极管VT封装在一个完全与外界隔离的外壳中。工作过程简述如下：当有电流流过LED时，便产生一个光源，光的强度取决于激励电流的大小，此光照射到封装在一起的光敏三极管VT上后，控制VT产生一个与LED正向电流成比例的集电极电流。为了减少光隔离器漂移的影响，二次恻要用到一个误差放大器，这个误差放大器可以用TL431CP。TL431是2.503.6V精密电压调节器。其性能优良，价格低廉，可广泛用于开关电源或线性稳压电源中。此外，TL431还能构成电压比较器、电源电压监视器、延时电路精密恒流源等。目前在开关电源中普遍用它来构成外部误差放大器，在与线性光电偶合器组成隔离式光偶反馈电路。TL431有多种型号，它属于三端可调式器件，利用两只外部电阻可设定2.5036V范围内的任何基准电压值。TL431的电压温度系数3010-6/。其动态阻抗低，典型值为0.