中国石油大学电力电子课程设计 单端反激式开关电源设计 - 图文

.

7.UC3845 的主要外围电路设计 (1) 供电

UC3845启动时,变压器T不工作,电容Ca2上电压为0,Da1关断。Ug通过电阻Ra1给电容Ca1充电,当UC3845的7脚电源电压VCC的电压达到8.5V后,UC3845开始工作。此后变压器工作,辅助绕组开始输出电压(12V)为芯片供电。辅助绕组按输出绕组进行设计即可。

UC3845的启动电流只需1mA,因而限流电阻Ra1只需满足给芯片提供1mA的启动电流。芯片正常工作后需要的功率由变压器T的辅助绕组提供。注意考虑Ra1的功率,若超过1/4W可采用多个1/4W电阻并联来组成Ra1即可。

图7 UC3845供电电路

Ug-12VU-12V ?1mA?Ra1?gRa11mA(2) 电流检测

接在功率MOSFET源极上的电流检测电阻大概值为

Vs_max0.7V Rs? ?IpkIpk在测试时,如果发现在最小输入电压下,电源无法提供满载功率,就需要减小该电阻值。 (3) 电压反馈控制

电压反馈环节要与输入电压和控制IC隔离,常用光隔离器进行隔离。光耦的CTR(电流传送比,Iout/Iin)会随温度而漂移,为了减小光隔离器漂移的影响,要把误差放大器放在光偶

的输入侧,误差放大器可以检测到光耦的漂移引起的其输出端的偏移,然后相应地去调整电流,这个误差放大器可以用TL431。下图给出了电压反馈的拓扑。

.

.

图8 隔离电压反馈电路

设计时把UC3845部的误差放大器旁路掉,这就意味着光耦要能驱动原来由这个误差放大器所驱动的同样的电路。R1保证PC817二极管的工作电流通过光耦耦合,不会影响控制IC部的1mA的上拉电流源,当要全额输出脉宽时,这引脚上仍可以得到+4.4V的电压(0.7V+0.7V+3*1V)。假定检测的值是1mA/V,这样R1的值为

R1?5.0V?1k?

5mAPC817的CTR在0.8~1.6间,取低限0.8,要求流过二极管的最大电流

1mA?5mAIfmax??7.5mA

0.8所以

R2?Uo-Uf-Ukamin7.5

同时发光二极管允许流过的最大电流为50mA左右,所以

R2?Uo-Uf-Ukamin50

其中Uf为PC817二极管的正向压降,由技术手册知,其典型值是1.2V, Ukamin为TL431正常工作的最低电压,Ukamin?2.5V。

我们通过PC817的Vce与If的关系曲线(如图9 所示)可以正确确定PC817二极管正向电流

If。从图9可以看出,当PC817二极管正向电流If在3mA 左右时,三极管的集射电流Ifb在4mA 左右变化,而且集射电压Uce在很宽的围线性变化。符合UC3845的控制要求。因此可以确定选PC817二极管正向电流If为3mA。TL431 的阴极电压Uka在2.5V~36V 变化时,阴极电流Ika可以在1mA~150mA 大围变化,一般选Ika=20mA即可,既可以使TL431 稳定工作,又能提供一部分死负载(或者说是充当一部分假负载)。R3的目的就是为了能够提供死

区电流,从而使TL431 处于一种正常的工作状态。

.

.

图9 PC817特性曲线

由前所述,PC817的If取3mA,先取R2的值,则其上的压降为

UR2?IfR2

则可以确定

R3上的压降

UR3?UR2?Uf,

又知流过

R3的电流

IR3?Ika-If,

因此R3的值可以计算出来:

R3?UR3/IR3

TL431的参考输入端电流参考值为2?A,为了避免此端电流影响分压比和避免噪声的影响,通常取流过电阻

R6的电流为参考输入端电流的100倍以上,所以得R6的取值围:

R6?Uref2.5V??12.5k?

200?A200?A在该围给R6取值。在此取R6根据

?10k?

R5、R6、Uo、Uref的关系,得到:

R610?103R5?(Uo-Uref)?(7?2.5)?18k?,取阻值围为0~50k?的电位器来

Uref2.5代替,便于调节。

.

.

四、参数计算

1、变压器参数

(1)根据输入的最高直流电压和开关管Q的耐压确定原/副边的匝数比

由于采用二极管整流,在整流输出端有较大的电解电容滤波,输出电压具有纹波小的特点,近似于直流,Ug由已知UQ取

?1.2Uin?1.2?210V?252V,

NpUQ?1.32Ug600-1.32?252?600V,???16.7,

1.3(Uo?1)1.3?(7?1)NsDmaxNp?15。 NsNp(Uo?1)?0.8Ns15?(7?1)?0.8???0.25

Np(252?1)?15?(7?1)(Ug?1)?(Uo?1)Ns(2)原边匝数的计算

根据磁芯,得到有效的导磁截面积Ae,则原边的匝数应保证在最大占空比时磁路仍不饱和。电压冲量等于磁路中磁链的变化量,

UgDmaxT?NpBmaxAe,所以,

Np?UgDmaxT?BmaxAe210?0.25?190?103?19 匝,真正的原边匝数必须比这个值大,

0.45?80.9?10?6才可能让磁路不饱和。通常取2倍的上述计算值。因此取Np(3)副边匝数的计算

根据上面两步的结果,很容易求出副边匝数。

?45匝

Np?15和Np?45匝 Ns可以求得Ns?3匝

根据

(4)辅助绕组匝数的计算

NpNpUQ?1.32Ug600-1.32?252?8 ???10.3,取

1.3(Uo?1)1.3?(12?1)NfNfDmaxNp(Uo?1)?0.8Nf8?(12?1)?0.8???0.23

Np(294?1)?8?(12?1)(Ug?1)?(Uo?1)NfUgDmaxT?BmaxAe210?0.23?190?103?17.6,依然可取Np?45匝。

0.45?80.9?10?6Np?.

联系客服:779662525#qq.com(#替换为@)