基于uc3846新型开关电源设计

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1、基于UC3846的新型开关电源的设计引言近年来，随着航空、航天和计算机事业的发展，对电源在体积.重量和效率等方面提出了越来越高的雯求。开关电源就是在这不榊青况下发展起来的一种小型电源。它具有体积小S重量轻.频率高S成本低、效率高等一系列优点。同时，由干它的线路简单，可靠性高，而被广泛地应用干航空、航天和电子计算机等方面。本文设计了一个由UC3846产生PWM进行脉宽询制的移相全桥开关电源。1开关电原主电路的设计在主电路中釆用了移相全桥软开关电路，如图1所示。r/i_rs,=La托——HVzi+23V-23Vg31/^4g4J~~_rv^rv^_=I200V,矗■L拙L丄AC220V

2、用1开关电源亍电路Chinadz.Net在此电路中，输入为AC220V电圧，经过二极管整流桥把交流电变成直涼电，为了消除此直潦电圧的脉动，在设计时釆埔了冗型滤波电路。后接一个移相全桥软开关电路，使功率管实现零电压零电渝开通和关断，将电路在工作时的功率损耗减至摄小。输出为±23V/15A^±200V/0.8A,总功率P=2><23X15+2X200X0.8=1010V,因此，也可以称此开关电源为大功率开关电源。变压器的设计是该电源的一个关键部分，而常规设计釆用一大堆緊杂的公式谨行推导，运算量较大，难免造成结果错误。鉴干此，本文采用图表的方法对原.副边进行设计，并考虑开关管导通压降等实际

3、情况进行适当微调。该变压器的具体设计如下。式中:nl,n2为一、二次绕组的股数；dp,dz为一、二次绕组的线径；SOKO为磁芯窗口使用面积；Np,Nz为一、二次绕组的匝数。其中：M二普？U1为输入直流电压；Ulr为整流管压降；U1T为每匝电压值$D为占空比，本设计D为0・6。变压器的工作频率选100kHz,绕组的线径可以选为0.5nuh.根据计算，变压器磁芯选EI—50型铁氧体嵐芯，查电子变压養手册可知窗口使用面积为48.97mjn2,每匝电压值为8.044V/匝。由此可得原边匝数为29匝，副边分别为6匝和45匝，经过实际的调试，最终确定为原边29匝，副边分别为5匝和44匝。在这种1

4、青况下，该开关电源运行艮好。应用全桥电路，要特别注意上下两个功率管的直通问题，如果出现直通，功率管将烧毀，甚至整个电源全部毁掉。在这个开关电源中，钱们采用了UC3846产生脉宽训制信号，用IR2110来驱动功率管，很好地避免了这个问题的发生。VINI15I13VC5kflAourRTboutClRFOUTSEN-ERA!SEN4-BRA-shtdnCM?SYNC1LIMGNI>141610津型T]4.7nF工47nFIJC3846引脚及PWM产星1w2P¥I产生电路由干UC3846能同时产生两路PWM的输岀，用一块UC3846就可以未驱动两块IR2110,这给设计带未了很大的方便，这

5、样也可以满足体积小的妾求。UC3846的引脚及川砖生电路如图2所示。图沖，UC3846的引脚13和15接40V电源，它所产生的PWM的频率用式(1)计算。朋山)=加詁2皿⑴UC3846产生的PWM信号由引脚11和14输岀来控制IR2110,由2块IR2110来产生4个功率管的驱动信号。3驱动电路的设计IR2110釆用14端DIP封装，引出端排列如图3所示。它的各引脚功能如下：脚1(L0)是低端通道输出；脚2(COM)是公共端；脚3(Vss)是低端固定电源电压；脚5(Us)是高瑞浮置电源偏移电压；脚6(UB)是高端浮置电源电压；双列宜插NC——HOVdd——UBH【N——UsSD—1R

6、2110—NCLIN——VccVss—-COMNC—■—LONC—-HONC——UB—IJsHFN—IR21I0—NCSD-—NCLTN——VccVss——COMNC—■—LO图3IR2110引脚riMdZ-Net脚7(H0)是高端输出；脚9(VDD)是逻辑电賂电源电压；脚10(HIN)s脚11(SD)、脚12(LIN)均是逻辑输入；脚13(Vss)是逻辑电路地电位端外加电源电压，其值可以为0V；脚冬脚&脚14均为空端。它的功能原理图如图4所示。它的功能原理图如图4所示。IR2110釆用HVIC和闩锁抗干扰CMOS工艺制作.具有独立的高端和低端输出通道；逻辑输入与标准的CMOS输出兼

7、容；浮置电源采用自举电路，其工作电压可达500Wdu/dt=±50V/ns,在15VT的静态功耗仅有1.6mW；输岀的栅极駆动电圧范围为10-20V,逻辑电源电圧范围为5〜15"逻辑电源地电压假移范围为一5*〜+5V。：［R2110采用CHOS施密将融发输入，两路具有滞后欠压锁定。推挽式驱动输岀峰値电流死A,负戴为lOOOpF时，开关时间典型值为25ns。两路匹配传输导通延时为120ns,关断延时为94ns。IR2110的脚W可以承受2A的反向电涼。图5给