基于UC3842的反激式开关电源设计.doc

攀枝花学院Panzhihua University本科毕业设计（论文）文献综述基于UC3842的反激式开关电源设计2013年3月9日本科生毕业设计（论文）文献综述评价表毕业设计（论文）题目基于UC3842的反激式开关电源设计综述名称基于UC3842的反激式开关电源设计文献综述评阅教师姓名 伍 刚职称 教 授评 价 项 目优良合格不合格综述结构01文献综述结构完整、符合格式规范综述内容02能准确如实地阐述参考文献作者的论点和实验结果03文字通顺、精练、可读性和实用性强04反映题目所在知识领域内的新动态、新趋势、新水平、新原理、新技术等参考文献05中、英文参考文献的类型和数量符合规定要求，格式符合规范06围绕所选毕业设计（论文）题目搜集文献成绩综合评语： 评阅教师（签字）： 年 月 日基于UC3842的反激式开关电源设计文献综述1 前言1.1本课题研究的意义 随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多了电子设备与人们的工作，生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，电源性能的好坏直接关系到整个系统的安全性和可靠性。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻，薄，小和高效率为发展方向，使得电子系统心脏的电源也获得了空前进展来。目前我国通信，信息，家电，国防等领域的电源普遍采用高频开关电源，开关电源现已成为具有发展前景的一项高新技术产品。 开关电源被誉为高效节能电源，它代表着稳压电源的发展方向。现已成为稳压电源的主流产品。开关电源以其低损耗，高效率，电路简洁等显著优点而受到人们的青睐。开关电源的发展经历了从线性电源、相控电源到开关电源的发展历程，由于开关电源具有功率转换效率高、稳压范围宽、功率密度比大、重量轻等优点，从而取代了相控电源，成为通信电源的主体，并向着高频小型化、高效率、高可靠的方向发展高效率。开关电源不仅广泛的应用于计算机，电子设备，仪表仪器，通信设备和家用电器中，而且还广泛的应用于航天，军事等领域。1.2国内外研究现状、水平 我国的晶体管直流变换器与开关电源研制工作开始于从20世纪60年代初期，20世纪60年代中期进入实用阶段。20世纪70年代初期开始研制了无工频降压变压器开关稳压电源。1974年研制成功了工作频率为10KHE，输出为5V频无工频降压变压器开关稳压电源。工作频率为10KHE-200KHE的高频开关电源于20世纪80年代初期就开始研制，20世纪90年代初期就以研制成功。20世纪90年代国际上开始出现了电能变换装置从使用电流控制型器件向使用电压控制型器件的转变。经过近几十年的发展，我国的电源产业从规模和技术上讲，都得到较快的发展与进步，但与国际发达国家相比，还是有一定的差距。特别是对于无工频变压器开关稳压电源中的高压电解电容器，高反压大功率开关管，开关变压器的磁芯材料等器件，我国还处于研究，开发阶段。 1955年美国罗耶（GH.Roger)首先研制成功了利用磁芯的饱和来进行自激振荡的晶体管直流变化器。20世纪60年代，由于微电子技术的快速发展，高反压的晶体管出现了，从此直流变换器就可以直接由市电经整流，滤波后输入，不在需要工频变压器降低了。二十世纪70年代，与这种技术有关的高频，高反压的功率晶体管，高频电容，开关二级管，开关变压器的铁心材料等原件也不断的研究出来，使工频变压器开关稳压电源的到了飞速的发展。1.3本课题发展历史和发展趋势 近20年来，开关电源沿着两个方向发展。第一个方向是对开关电源的核心单元控制电路实现集成化。1997年国外首先研制成脉宽调制控制器集成电路，美国摩托罗拉公司，硅通用公司，尤尼特德公司等相继推出一批PWM芯片，典型产品有MC3520，SG3524，UC3842。20世纪90年代以来，国外又研制出开关频率达1MHE的高速PWM，PFM芯片，典型产品有UC1825，UC1864。第二个方向则是对中，小功率开关电源实现单片集成化。这大致分为两个阶段，20世纪八十年代初意-法半导体有限公司率先推出L4960系列单片开关式稳压器。该公司于20世纪90年代又推出了L4970A系列。其特点是将脉宽调制器，功率输出级，保护电路等集成在一片芯片中，使用时配上工频变压器与电网隔离，适于制作低压输出（5,1-40V），大中功率（400W以下），大电流（1.5-10A），高效率（可到百分之九十以上）的开关电源。 开关电源的发展方向是高频、高可靠、低耗、低噪声、抗干扰和模块化。由于开关电源轻、小、薄的关键技术是高频化，因此国外各大开关电源制造商都致力于同步开发新型高智能化的元器件，而电容器的小型化也是一项关键技术。SMT技术的应用使得开关电源取得了长足的进展，在电路板两面布置元器件，以确保开关电源的轻、小、薄。开关电源的高频化就必然对传统的PWM开关技术进行创新，实现ZVS、ZCS的软开关技术已成为开关电源的主流技术，并大幅提高了开关电源的工作效率。对于高可靠性指标，美国的开关电源生产商通过降低运行电流，降低结温等措施以减少器件的应力，使得产品的可靠性大大提高。对于低噪声，采用部分谐振转换回路技术，在原理上既可以提高频率又可以降低噪声。2 本课题的研究内容 随着半导体技术和微电子技术的高速发展，集成度高，功能强大的大规模集成电路的不断实现，使得电子设备的体积不断的缩小，质量在不断的减轻，所以从事这方面研究和生产的人们对开关稳压电源中的开关变压器还感到不是十分理想，他们正致力于研究出效率更高，体积更小，质量更轻的开关变压器。所谓的反激，在开关电源中，直流电源经开关管，把方波电压加到变压器的一次，由变压器的二次输出逆变电压，再经二极管整流，滤波，输出直流电压，方波电压加到变压器的一次时，变压器的二次输出逆变电压，而是等开关管关断时，利用磁芯存储的能量，由变压器的二次输出逆变电压。单端反激式开关电源是一种成本最低的电源电路，输出功率为20100W，可以同时输出不同的电压，且有较好的电压调整率。本方案是基于UC3842实现开关电源的设计，UC3842芯片是美国Texas公司生产的电流控制型PWM控制与驱动器芯片，它具有输入过压保护、欠压和输出过流保护、短路保护等功能，过流保护是采用周期限流保护方式与过流关闭保护方式并用来作为慢启动完成的，其内部已设置好不同阈值的比较器，当出现输出过载或短路时，这些比较器将短路掉PWM驱动信号的输出，同时打开启动电路，启动电容提供放电回路，保证故障消除后系统能够正确地重新自动启动。本设计应用反激式变压器，是因为它有几个优点:电路简单,能高效提供多路直流输出,因此适合多组输出要求； 转换效率高,损失小； 变压器匝数比值较小； 输入电压在很大的范围内波动时,仍可有较稳定的输出,目前已可实现交流输入在 85265V间.无需切换而达到稳定输出的要求.此次设计电路由以下几个模块电路组成：开关电源电路；输入整流滤波电路；控制与驱动电路：开关电源的控制核心部分的设计；输出整流滤波电路，电压反馈电路等，本设计主要由PWM（脉宽调制）对电路进行驱动与控制，实现电源的自动控制。其中还包括各种过压、过流、过热的检测与控制。3本题目所要实现的设计任务设计出具有一定输出范围和功能的反激式开关电源3.1本设计实现的技术指标1 输出直流电压：5V2 输出直流电流：0A1A2 稳定电压范围：当电网波动范围为170V至260V时，能保持输出电压基本不变输出纹波电压10Mv(20Upp)3.2本设计的方框图3.3本设计的创新点 1 该设计采用电流控制模式的PWM控制与驱动电路，采用UC3842电路芯片，具有外围元件少、外电路装配简单等优点； 2该设计中有反馈电路，所以输出直流电压稳定性好。 3 UC3842的主要性能是:内有可调整的充放电振荡电路，可精确地控制占空比。4 结束语使用UC3842是因为它是单端输出电路，它是一种高性能的固定频率的电流型集成控制器，能很好的应用在隔离式单端开关电源的设计以及DC/DC变化器设计中。通过在软件上的仿真结果，比较开关电源与线性电源的优缺点，从而更加深刻的理解开关电源的好处及其重要性！ 参考文献 1周志敏，周纪海纪爱华，单片开关电源应用电路-电磁兼容-PCB布线北京：电子工业出版社 2何希才新型开关电源设计与维修北京：国防工业出版社 3周志敏京，周纪海开关电源实用技术设计与应用人民邮电出版社 4周志敏，周纪海纪爱华，开关电源实用电路.中国电力出版社 5曲学基，王增福，曲敬铠，稳定电源电路设计手册。电子工业出版社 6王志强 开关电源设计。电子工业出版社 7康华光，陈大钦 电子技术基础 武汉：高等教育出版社，1999 8阎石. 数字电子技术基础(第四版)M 北京：高等教育出版