3845反激式开关电源设计

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1、基于UC3845的反激式开关电源设计时间：2011-10-28 21：40：13 来源： 作者：引言反激式开关电源以其结构简单、元器件少等优点在自动控制及智能仪表的电源中得到广泛的应用。开关电源的调 节部分通常采用脉宽调制（PWM）技术，即在主变换器周期不变的情况下，根据输入电压或负载的变化来调节功率M0SFET 管导通的占空比，从而使输出电压稳定。脉宽调制的方法很多，本文中所介绍的是一种高性能的固定频率电流型脉宽集成 控制芯片UC3845。该芯片是专为离线的直流至直流变换器应用而设计的。其主要特点是具有内部振荡器、高精度误差比 较器、逐周电流取样比较、启动电流小、大电流图腾柱输出等，是驱动M

2、0SFET的理想器件。1 UC3845 简介UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。专为低压应用设计。其欠压锁定门限为8.5v（通），76V （断）； 电流模式工作达500千赫输出开关频率；在反激式应用中最大占空比为0.5；输出静区时间从50%7。可调；自动前馈补 偿；锁存脉宽调制，用于逐周期限流；内部微调的参考源；带欠压锁定；大电流图腾柱输出；输入欠压锁定，带滞后；启 动及工作电流低。芯片管脚图及管脚功能如图1所示。补偿电压反锻电流取抒3 lvcc 可输岀T地图1 UC3845芯片管脚图1脚：输出/补偿，内部误差放大器的输出端。通常此脚与脚2之间接有反馈网络，以确定误差放大器的增

3、益和频 响。2脚：电压反馈输入端。此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压（2.5 V）进行比较，调整脉宽。3脚：电流取样输入端。4脚：R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。通过一个电阻接Vref通过一个电阻接地。5脚：接地。6脚：图腾柱式PWM输出，驱动能力为土 1A.7脚：正电源脚。8脚：V ref, 5V基准电压，输出电流可达50mA.2设计方法如图2为基于U C3845反激式开关电源的电路图，虚线框内为UC3845内部简化方框图。1）启动电压和电容的选择交流电源115VAC经整流、滤波后为一个纹波非常小的直流高压Ude，该电压根据交流电源范围往往可得到一个最 大Udemax，

4、 一 和最小电压Udemin。SdHm=!7U伽曲=115 fe&cftiHdpp4d44V Cl当直流输入电压大于1 44V以上时，U C3845应启动开始工作，启动电阻应由线路直流电压和启动所需电流来确 定。根据UC3845的参数分析可知，当启动电压低于8.5V时，UC3845的整个电路仅消耗lmA的电流，即UC3845的典 型启动电压为8.5V,电流为1mA.加上外围电路损耗约0.5mA,即整个电路损耗约1.5mA.在输入直流电压为最小电压 Ddcmmn时，启动电阻Rin的计算如下：MBR16355.0V/4JMSVRTN丁nr0 册who12VHJN5$JM937比狡器/锁存器elLe

5、cfans*com 电 g 盛挽血MDA20250,01 -r-22ir2 1N5819-曄*OrJ丰 470pF115WC1N493SM=68MTP4N5OW 1eaopFUR11图2基于UC3845反激式开关电源的电路图阻值 J?in=( I/dc(Iliri-Vcc)/Iin=( 144-8.5)/2-67kQ,lRirI=82kQ功率豔MW沪82 X W x . 5 X 1.5 x 1 CT=0. 184W节取为I碎如MGm 沁农叙k启动过程完成后，UC3845的消耗电流会随着MOSFET管的开通增至100mA左右。该电流由启动电容在启动时 储存的电荷量来提供。此时，启动电容上的电压会

6、发生跌落到7.6V以上，要使UC3845fj保持工作，反馈绕组L应能及 时提供馈电电压。如电压低于7.6V欠压比较器动作,PWM输出低电平。自馈电时间由UC3845的开关周期决定，取U C3845 的振荡频率54kHz.启动电容的容量可由下式计算得到：电容A Vcn 0.445)调制频率f振荡器OSC的频率由定时元件RT和CT选择值决定。电容CT由参考电压V ref( =5V)通过电阻R充电，充至 2.8V,再由内部电流宿放电到1.2V,形成锯齿波脉冲信号，如图3不管在大RT小CT还是大CT小RT,振荡器充电时锁存器 置位输入方波为低电平，放电时输入方波为高电平。/WWWiruinrw输出大即

7、小G囹寺时序期eljecfans-com逊孑嵐燧血当锁存器置位输入方波为高电平时，或非门输出始终为低电平，封锁PWM,这段时问由内部振荡器OSC放电过 程时间决定。在锁存器置位输入方波下降沿同时，如或非门其他三个输入信号输入无效电平时，或非门输出为高电平， MOSFET管导通。其他三个输入信号分别为：一个为电流取样比较器输出，一个为误差放大器输出，一个为输入欠压比较器输出。为滤除参考端的高频信号，V对地接一个瓷片电容，在PCB布线时要注意，不能有电感成分的介人，以免产生 干扰，引成电路振荡打隔。OSC 振荡频率 f=i.8/ （Rtct）, 当取 RT=33kf2,CT=ioooPF,f=-5

8、4kHz.6）电流取样比较在图2中，MOSFET管导通时，Ude =Ldi/dt，变压器电感电流以斜率Udc/L线性增长，L为变压器的初级电感。 在MOSFET管的源极与地间串接一个无感取样电阻Rs,将变压器的初级电流转换成取样电压Ud =RS i.在输出同样的功率 下，输入直流电压越小，变压器一次电流也越大，通过MOSFET管的电流也越大。为保护MoSFET管不致损坏，需计算 电感峰值电流Ip=2P/ （UdcminUmax ）。选择功率MOSFET管的最大峰值电流Icmax应大于1.3【P取样电压Ud经RC滤波后，送到UC3845的3脚。当该电压超过IV时，比较器输出高电平，送到RS锁存器

9、的 复位端，PWM输出为低电平，使PWM的占空比减小，从而限制电感峰值电流。无感取样电阻尺。的电阻值为：Rs=l/Ip,功率1W.而RC滤波器的时间常数接近尖脉冲的持续时间，否则引起电 源输出的不稳定。取R=lk,C=470PF.7）误差比较器Vref经电阻分压为2.5V接至误差比较器的正端，而负端（2脚）接外部监测电压输入。误差比较器（1脚）输出 用于外部回路的补偿，如图2,输出电压因两个二极管压降而失调（=1.4V），并在连接到取样比较器反向输入端之前被三 分。2脚和1脚间接一个RC网络进行环路补偿。取R ii=i50kQ,Cii=i00PF.外部监测电压输入端（2脚）可用于对输出回路引入

10、电压反馈环节，如对主输出回路5V的稳定度要求不高，可 将馈电电压引入，以监测输出回路过电压。Vee经电阻分压接到UC3845b部监测电压输入端，当由于某种原因，输出回 路电压升高时，外部监测电压输入端大于2.5V,误差比较器输出小于2.5V,结合电流取样比较输入电压，PWM输出为低 电平，使PWM的占空比减小，输出回路电压减小。如果对主回路输出5V电压的精度有要求。应采用反馈电路由光耦 PC817、TL431一及与之相连的阻容网络构成。其控制原理如下：主回路5V输出输出电压经电阻分压后得到采样电压，此采样电压与TL43 l提供的2.5V参考电压进行比较，当 输出电压正常（5V）时，采样电压与T

11、L431提供的2.5V参考电压相等则TL431的K极电位不变，流过光耦二极管的电流 不变，流过光耦的电流不变，UC3845的2脚输入电压不变，1脚电位稳定，6脚输出PWM驱动的占空比不变，输出电压 稳定在设定值不变。当输出5V电压因为某种原因偏高时，经电阻分压值就会大于2.5V,则TL431的K极电位下降，流过光耦二极管 的电流增大，则流过光耦的电流增大，UC3845的2脚输入电压上升到大于2.5V,l脚电位下降，6脚输出驱动脉冲PWM 的占空比下降，输出电压降低，这样就完成了主回路输出电压反馈稳压的作用。3结束语实践证明，基于UC3845的反激式开关电源具有输入电压范围宽、输出电压精度高、负载的调整效率高等特点。 本电源应用于网络电测仪表中，收到了良好的效果，具有一定的推广价值。