《开关稳压电源》word版.doc

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1、开关稳压电源摘要d本设计以UC3842芯片作为开关电源的控制芯片，采用隔离的反激变换器作为DC-DC主回路拓扑结构，结合philipsP89LPC935单片机最小系统，对整个开关稳压电源回路进行辅助控制，并完成了各种人机交互的过程；在主回路中，仍旧使用专用的开关电源控制芯片输出占空比可调的方波，从而控制电感的充电时间，最后达到控制输出电压的目的；同时通过UC3842的过流检测管脚实现对开关电源的过流保护功能。philipsP89LPC935单片机最小系统在这里充当了管理者的作用，它不但直接通过其自带的8位AD从电源的输出端获取输出电压值，并通过

2、其SPI串行数据传输口向连接有6B595的液晶显示器控制模块sed1520发送各种显示数据，和控制led数码管的显示，通时它还使用同样的方式实现了键盘的扫描，最后通过软件编程，结合philipsP89LPC935自带的DA输出，实现了通过按键实现对开关稳压电源输出电压的步进调整过程。DC-DC主拓扑回路单片机最小系统反馈控制回路输出输入：220v隔离变压器整流滤波一、方案论证1.DC-DC主回路拓扑方案一：采用Boost拓扑结构，可设计成电流型控制的升压DC／DC电路，用这种方法虽然电路简单，且不需绕制变压器，只有一个电感，所以也意味着其不可能

3、具有输入和输出隔离，并且很明显，Boost输出不可能低于输入电压。方案二：采用隔离的反激变换器，这种电路的工作原理与Boost拓扑结构类似，主要多了个变压器隔离，当变压器有多组副线圈时可有多个输出，而且所有线圈之间以及初级相互隔离的，只要调节初级与各次级匝比，输出可以做成任意大小，从而降低对电源控制芯片脉宽调节范围的要求。方案三：采用正激变换器结构，由于正激变换器不存储能量，它不存在反激功率水平限制问题。它也具有一个电感，与输出电容一起平滑电流，正激可直接构成500W或更大功率，这种拓扑的主要限制在于是否可买到到达功率的MOSFET，增加功率就

4、会增加电流，最终导致MOSFET消耗太大。综合考虑，方案二电路相对简单，且易于实现，故采用方案二。1.控制方法及实现方案方案一：通过UC3842的反馈管脚对输出占空比进行调整，从而控制电感的充电时间，最后达到控制输出电压的目的；同时通过UC3842的过流检测管脚实现对开关电源的过流保护功能。方案二：采用philipsP89LPC935作为开关电源的主控芯片，直接输出PWM波控制开关管的断开与闭合，同时通过反馈电路采集输出电压后，采用PID算法控制PWM波的占空比，实现电压的反馈调整，并通过P89LPC935实现输出电压与电流的测量与显示功能，实

5、现对输出电压进行键盘设定和步进调整。方案三：以UC3842作为开关电源的控制芯片，结合philipsP89LPC935辅助控制并完成其它功能。权衡以上三种方案，考虑到单片机的时钟速率，为保证设计的可行性，最后决定采用方案三以降低设计项目的失败率。2.提高效率的方法及实现方案开关电源的功耗包括由半导体开关、磁性元件和布线等的寄生电阻所产生的固定损耗以及进行开关操作时的开关损耗。对于固定损耗，由于它主要取决于元件自身的特性，因此需要通过元件技术的改进来予以抑制。在磁性元件方面，对于兼顾了集肤效应和邻近导线效应的低损耗绕线方法的研究由来已久。为了降低

6、源自变压器漏感的开关浪涌所引起的开关损耗，人们开发出了具有浪涌能量再生功能的缓冲电路等新型电路技术。以下是提高开关电源效率的电路和系统方法：方法1：ZVS（零电压开关）、ZCS（零电流开关）等利用谐振开关来降低开关损耗。方法2：运用以有源箝位电路为代表的边缘谐振（EdgeResonance）来降低开关损耗。方法3：通过延展开关元件的导通时间以抑制峰值电流的方法来减少固定损耗。方法4：在低电压大电流的场合通过改善同步整流电路的方法来减少固定损耗。方法5：利用转换器的并联结构来减少固定损耗。一、电路设计与参数计算1.主回路器件的选择及参数计算a)器

7、件材料的选择：l磁性材料的选择：开关电源的频率一般为几十千赫至几百千赫宜选国产MXO-2000锰锌铁氧体，其导磁率μ=2000。由这种材料制成EE型磁芯具有漏感小、藕合性能好、绕制方便等优点。对于20~80W的小功率开关电源，可采用E-12型磁芯，磁芯有效面积Sj=1.44cm2。饱和磁通密度Bs=400mT,使用时为防止出现磁饱和，实取磁通密度B=250T。l开关功率管的选择：由于开关功率管应能承受630V以上的高压，为安全起见，应采用耐压1000V的VMOS管。可选用IRFPG407型，其漏——源级可承受最高电压VDSM=1000V，最大漏

8、极电流IDM=4.3A，最大功耗PDM=150W，完全可以满足要求。但在用时，必须加合适的散热器。l自馈线圈、次极线圈中整流管的选择：自馈线圈回路中可