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2、袀聿肆莂衿螈节芈袈袁肅蚇袇肃莀薃袆膅膃葿袆袅莈莅袅羇膁蚃袄肀莇蕿羃膂膀蒅羂袂莅莁蕿羄膈莇薈膆蒃蚆薇袆芆薂薆羈蒂蒈薅肀芄莄薄膃肇蚂蚃袂芃薈蚃羅肆蒄蚂膇芁蒀蚁袇肄莆蚀罿荿蚅虿肁膂薁蚈膄莈蒇蚇袃膀莃螇羆莆艿螆肈腿薇螅螈莄薃螄羀芇葿螃肂蒃莅螂膄芅蚄螁袄肈薀螁羆芄蒆袀聿肆莂衿螈节芈袈袁肅蚇实用小功率开关稳压电源的设计西安交通大学姜向东杨拴科陈文洁(西安710049)摘要：介绍一种实用的小功率开关稳压电源的设计过程。其输出电压稳定度高，源效应和负载效应较小,保护电路完善，体积小、重量轻、效率高。关键词：开关稳压电源单端正激磁通复位1电路结构选择开关稳压电源与传统的
3、线性稳压电源相比具有体积小、重量轻、效率高等优点，已成为稳压电源的主流产品。为使电源结构简单、紧凑，工作可靠、减少成本，小功率开关稳压电源常采用单端反激型或单端正激型电路。与单端反激型相比，单端正激型开关电流小、输出纹波小、更容易适应高频化。用电流型PWM控制芯片UC3843构成的单端正激型开关稳压电源的主电路如图1所示。图1主电路的结构实用的单端正激型开关稳压电源必须加磁通复位电路,以泄放励磁电路的能量。如图1所示，开关管Q导通时D1导通，副边线圈N2向负载供电，D4截止，自馈电线圈Nf电流为零；Q关断时D1截止，D4导通，Nf经电容C1滤波后向UC
4、3843供电，同时原边线圈N1上产生的感应电动势使D3导通，并加在RC上。由于变压器中的磁场能量可通过Nf泄放，而不像一般的RCD磁通复位电路消耗在电阻上，这可减少发热，提高效率。2电源技术规格输入电压：AC110/220V；输入电压变动范围：90V～240V；输入频率：50/60Hz；输出电压：12V；输出电流：2.5A；工作频率的选择：UC3843的典型工作频率为20kHz～500kHz。开关频率的选择决定了变换器的许多特性。开关频率越高,变压器、电感器体积越小,电路的动态响应也越好。但随着频率的提高,诸如开关损耗,门极驱动损耗,输出整流管的损耗会
5、越来越突出,而且频率越高,对磁性材料的选择和参数设计要求会越苛刻,另外,高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料,整个电路的稳定性,运行特性以及系统的调试会比较困难。本电路中,选Rt=1.8kΩ,Ct=10nF。由UC3843A定时电阻,电容与振荡器频率的关系曲线图,可得开关频率为f=85kHz，周期T=11.8μs；占空比：设计无工频变压器的单端正激型开关电源时，一般占空比D最大不超过0.5,这里选择Dmax=0.5。则Tonmax=T·Dmax=5.9μs。3电源设计31变压器和输出电感的设计根据电源规格、输出功率、开关频率,选择PQ26/2
6、5磁芯，磁芯截面积Se=1.13cm2，磁路有效长度le=6.4cm,磁芯材料为MXO2000,饱和磁通密度Bs=0.4T。取变压器最大工作磁感应强度Bmax=Bs/3=0.133T，则电感系数AL值为：AL=(0.4πμrSe/le)10－6=4.44(μH/N2)变压器原边线圈匝数为：N1=UImin×Tonmax/Bmax×Se式中UImin为最小直流输入电压。考虑到交流输入电压为110V±20％,则交流输入电压最小值约为90V，即UImin=90×=127V。代入得N1=49.9，取50匝。原边线圈电感为：L1=N12AL=11.1mH。副边
7、线圈匝数为：N2=式中UDF、UL分别为整流二极管D1和输出电感L上的压降,取UDF＋UL=0.7V,代入得N2=10匝。副边线圈电感为：L2=N22AL=444μH。开关管断开时N1两端会产生感应电动势,为了保证开关管正常工作,将感应电势限制到eL≈300V。自馈电线圈要向UC3843提供VCC=12V工作电压，按电容C1上电压UC1=16V考虑,可保证足够供电给UC3843，由Nf=(Uc1/eL)N1可得Nf=2.67取3匝。变压器副边电流为矩形波，其有效值I2=Io·=1.77A，导线电流密度取4A/mm2，所需导线截面为1.77/4=0.44
8、mm2，选用截面积为0.1521mm2的导线(Φ0.49)三根并绕。同样可选择原边导线，原边电
