脉冲频率调制开关稳压器电路分析

核心提示V4V5组成无稳态多谐振荡器。无稳态即指它不能稳定在某种状态,会不断的发生改变。两个管轮流导通截止。多谐指输出的波形不是正弦波,有很多谐波成分。 比多谐振荡器并不完全对称,所以输出的波形是不对称的。V4的导通时间由R8、R5和V3的集电极电

V4V5组成无稳态多谐振荡器。

无稳态即指它不能稳定在某种状态,会不断的发生改变。两个管轮流导通截止。

多谐指输出的波形不是正弦波,有很多谐波成分。

 

比多谐振荡器并不完全对称,所以输出的波形是不对称的。V4的导通时间由R8、R5和V3的集电极电压决定。

V2是一个射极跟随器(跟随输出电压),把输出的电源电压反馈到V3的发射级,由V3放大后控制V4的导通时间。

V4导通V5截止,V4截止V5导通。

V5截止时,V1导通,通过V5的截止时间控制V1的导通时间。V1导通时间越长,输出电压越高。

 

V1输出的电压经L1和C1滤波变成稳定的直流电源输出。

VD4是增强二极管,防止L1在V1截止时产生的高反压击穿V1发射极基极。

VD1是泄流二极管,防止L1产生的感应电流损坏V1。

 

此电路主要工作在开关状态,所以比较容易分析。

V2V3是射极偶合放大电路,VD2为V3基极提供更稳定一点的电位,增强R4的偶合效率。

VD3为振荡器和放大取样电路提供相对稳定一点的工作电压。

R1R2是V2的基极偏置电路,同时也是输出电源的取样电路。

设计200w直流稳压开关电源用什么控制,TL494还是uc3842??

如果是由220V市电转换为+5V,那么用一个输出65V~75V的变压器、四支整流二极管1N4000(或1N4001~1N4007均可)、一支1000μF/16V的铝电解电容(耐压更高些也行,例如25V、50V)、一支10μF/16V的电容、一片线性稳压器7805或78M05即可。实用电路见下图——

生活中经常使用电池,做实验时常常用稳压电源,它们有什么共同的特点如何描述

说两个芯片差不多的你很不负责任哦 !

还是我来简单解决一下吧! 说TL494与UC3842相比

最显著的差异 TL494:电压型控制 提供互差180度的两路输出所以 可以用于半桥、全桥、推挽等双端结构的拓扑 而UC3842: 是电流型控制 只提供单路输出 是肯定不能用于以上提到的几种双端拓扑的 你要设计的200W 的直流稳压电源的拓扑都没确定所以 还没到选TL494 还是选UC3842的环节呢 从经验来看 一般的这种直流稳压电源 200W的都是 用的 半桥式的拓扑 的 所以 要是 想在这两个芯片中选的话 一定只有TL494能用于半桥拓扑。

就说这个最显著的区别 就可以了 详细的 关于 芯片的 驱动能力、保护检测等方面的情况自己查芯片资料吧 !

希望对你有帮助!

基于UC3842的开关电源设计与制作

1、功耗小,效率高。在图1中的开关稳压电源电路中,晶体管V在激励信号的激励下,它交替地工作在导通—截止和截止—导通的开关状态,转换速度很快,频率一般为50kHz左右,在一些技术先进的国家,可以做到几百或者近1000kHz这使得开关晶体管V的功耗很小,电源的效率可以大幅度地提高,其效率可达到80%。

2、体积小,重量轻。从开关稳压电源的原理框图可以清楚地看到这里没有采用笨重的工频变压器。由于调整管V上的耗散功率大幅度降低后,又省去了较大的散热片。由于这两方面原因,所以开关稳压电源的体积小,重量轻。

3、稳压范围宽。从开关稳压电源的输出电压是由激励信号的占空比来调节的,输入信号电压的变化可以通过调频或调宽来进行补偿,这样,在工频电网电压变化较大时,它仍能够保证有较稳定的输出电压。所以开关电源的稳压范围很宽,稳压效果很好。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。

开关电源的稳压精度标准是多少

uc3842设计开关电源

2007-07-19 19:17

1、UC3842的内部结构和特点

UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。

UC3842为8脚双列直插式封装,其内部原理框图如图1所示。主要由50V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端;端2为反馈端;端3为电流测定端;端4接Rt、Ct确定锯齿波频率;端5接地;端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;端7为集成块工作电源电压端,可以工作在8~40V;端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。

2、电路结构与工作原理

图2所示为笔者在实际工作中使用的电路图。输入电压为24V直流电。三路直流输出,分别为+5V/4A,+12V/03A和-12V/03A。所有的二极管都采用快速反应二极管,核心PWM器件采用UC3842。开关管采用快速大功率场效应管。

21 启动过程

首先由电源通过启动电阻R 1提供电流给电容C2充电,当C2电压达到UC3842的启动电压门槛值16V时,UC3842开始工作并提供驱动脉冲,由6端输出推动开关管工作,输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间,场效应管导通,电流通过变压器原边,同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况,此时变压器各路副边没有能量输出。当6脚输出的高电平脉冲结束时,场效应管截止,根据楞次定律,变压器原边为维持电流不变,产生下正上负的感生电动势,此时副边各路二极管导通,向外提供能量。同时反馈线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路,其开启和关闭阈值分别为16V和10V,如图3所示。在开启之前,UC3842消耗的电流在1mA以内。电源电压接通之后,当7端电压升至16V时UC3842开始工作,启动正常工作后,它的消耗电流约为15mA。因为UC3842的启动电流在1mA以内,设计时参照这些参数选取R1,所以在R1上的功耗很小。

当然,若VCC端电压较小时,在R1上的压降很小,全部供电工作都可由R1降压后来完成。但是,通常情况下,VCC端电压都比较大,这样完全通过R1来提供正常工作电压就会使R1自身功耗太大,对整个电源来说效率太低。一般来说,随着UC3842的启动,R1的工作也就基本结束,余下的任务交给反馈绕组,由反馈绕组产生电压来为UC3842供电。故R1的功率不必选得很大,1W、2W就足够了。笔者认为,虽然理论上UC3842启动电流在1mA以内,但实际应用时,按16~20mA设计则工作比较便利。即当VCC端电压为U伏时

22 稳压过程

从图2中可知,当场效应管导通时,整流电压加在变压器T初级绕组Np上的电能变成磁能储存在变压器中,在场效应管导通结束时,Np绕组中电流达到最大值Ipmax,根据法拉第电磁感应定律:

式中:E——整流电压;Lp——变压器初级绕组电感;Ton——场效应管导通时间。

在场效应管关闭瞬间,变压器次级绕组放电电流为最大值Ismax,若忽略各种损耗应为

式中:n——变压器变比,n=Np/Ns,Np、Ns为变压器初、次级绕组匝数。

高频变压器在场效应管导通期间初级绕组储存的能量与场效应管关闭期间次级绕组释放的能量相等:

式中:Ls——变压器次级绕组电感;Uo——输出电压;Toff——场效应管关闭时间。

上式说明,输出电压Uo与Ton成正比,与匝比n及Toff成反比。比如,由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压降低时,反馈线圈的输出电压则会变低,从而使2端电压变低,则脉宽调制器会相应的增大输出PWM波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变长;反之,当电源电压变化或负载变化而引起输出电压升高时,则脉宽调制器会相应的减小PWM输出脉冲波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变短,从而维持输出电压为一恒定值。

UC3842为固定工作频率脉宽调制方式,输出电压或负载变化时仅调整占空比,控制场效应管的导通时间。反馈电压输入2脚,此脚电压与内部25V基准进行比较,产生控制电压,从而控制脉冲宽度;输出脉冲的频率由4脚外接定时电阻Rt及定时电容Ct决定,f

的单位取kΩ,Ct取μF。3脚为电感电流传感器端,当取样超过1V时,缩小导通脉宽,使电源处于间隙工作状态;6脚,输出端,内部为图腾柱式,上升、下降时间仅50ns,驱动能力为±1A;7脚,供电输入,起振后工作电压为10~13V,低于10V停止工作,功耗为15mW;8脚,内部基准5V(50mA)。

23 过流保护原理

当负载电流超过额定值或短路时,场效应管电流增加,R9上的电压反馈至3脚(电压大于1V),通过内部电流放大器使导通宽度变窄,输出电压下降,直至使UC3842停止工作,没有触发脉冲输出,使场效应管截止,达到保护功率管的目的。短路现象消失后,电源自动恢复正常工作。

24 过压保护原理

当因某种原因使输出电压过高时,由反馈绕组形成的电压也高,从而使2脚的电压过高,内部保护电路起动,使6脚输出脉冲高电平时间变短,或不输出高电平使开关管截止。

25 开关管保护电路

由D3、R10、C1及R11、C14、D4构成,消除由变压器漏感产生的反峰电压,从而使开关工作电压不至于太高而毁坏。

3、设计中的注意事项

31 起动电路的设计

电路如图4所示,电容C2储存的能量要能满足电源开始正常 工作的需要,使得UC3842第7脚有稳定、充足的输入供给。即电容C2的放电时间要大于UC3 842输出脉冲的高电平持续时间。否则,电源将出现打嗝现象。因此,电容C2的容量和 质量的选取非常重要。笔者在实际设计过程中,C2曾用100μF铝电解电容,经常发现 电源打嗝;测量反馈端电压,总是太低,以至于反馈端的整流二极管都没有工作,说明反馈 端电压幅度不够。原因在于C2容量不够,不能提供足够的能量来使UC3842充分工作,因此 ,容量最好在100μF以上。

32 反馈绕组的设计

当UC3842启动后,若反馈绕组不能提供足够的UF,电路就会不停地起动 ,出现打嗝现象。另外,根据笔者的经验,若UF大于175V时, 也会引起UC3842工作异常,导致输出脉冲占空比变小,输出电压变低。故而反馈绕组匝数的 选取及其缠绕是非常重要的,一般可按13~15V设计,使UC3842正常工作时,7脚的电压维持 在13V左右。

4、结束语

UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。假如由于某种原因使输出电压升高时,脉 宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度,亦即占空比D,使斩波后的平均 值电压下降,从而达到稳压目的,反之亦然。UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等,适合于 制作20~80W小功率开关电源。由于器件设计巧妙,由主电源电压直接启动,构成电路所需 元件少,非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。

1、从3C规格标准上说,国内基本是按+/-10%来的,所以12V的波动范围:108V~132V之间。

目的:为了满足电源板或主板上IC输入电源的需要,否则会有损坏IC的可能。

2、从设计角度来说的话,基本都会设计电源输出端电源高出一点,一般会定在122V,这是非常常见的电压值。

目的:为了把连接线和铜皮的阻抗而带来的压降设计在内,这样到IC时的电压就是非常靠近12V了。

3、通过以上两点,再补充一点。满载情况下12V是比较稳定的,就是在空载的情况下,12V如果作为待机电压时,一般会在12输出端加上假负载,稳定12V的输出电压。

开关电源的工作过程是在线性电源中,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的状态,在这两种状态中。

加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的(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。

脉冲的占空比由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升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压值。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。

扩展资料:

开关电源一般有三种工作模式:频率、脉冲宽度固定模式,频率固定、脉冲宽度可变模式,频率、脉冲宽度可变模式。

前一种工作模式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作模式多用于开关稳压电源。

另外,开关电源输出电压也有三种工作方式:

直接输出电压方式、平均值输出电压方式、幅值输出电压方式。

同样,前一种工作方式多用于DC/AC逆变电源,或DC/DC电压变换;后两种工作方式多用于开关稳压电源。

 
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