開(kāi)關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開(kāi)關(guān)管開(kāi)通和關(guān)斷的時(shí)間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)也在不斷地創(chuàng)新。目前，開(kāi)關(guān)電源以小型、輕量和高效率的特點(diǎn)被廣泛應(yīng)用幾乎所有的電子設(shè)備，是當(dāng)今電子信息產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展不可缺少的一種電源方式。本文介紹基于UC3843與L296的開(kāi)關(guān)電源的設(shè)計(jì)。

電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定及主電路設(shè)計(jì)

進(jìn)行開(kāi)關(guān)電源主電路的設(shè)計(jì)之前先要根據(jù)電源要求設(shè)計(jì)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：中于本電源要求輸出的功中小于200w，故選擇了電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)成本較低、電源體積較小的單端反激式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和buck拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：

圖1所示為反激式開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其受控塬理為：開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間變壓器塬也線關(guān)電流線性上升，電流在上升時(shí)間內(nèi)的積分值與時(shí)間成正相關(guān)，H磁芯的儲(chǔ)存能量的多少與電流的積分值成正相關(guān)所以控制刀關(guān)管導(dǎo)涵時(shí)間的比例即可控制變壓器在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通期間內(nèi)儲(chǔ)存能量的多少，也即控制了開(kāi)關(guān)管截止期間問(wèn)負(fù)載釋放的能量

圖2所示為BUICK降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其T作塬理為：當(dāng)K導(dǎo)通時(shí)：II線性增加，D截止，此時(shí)IL和CI負(fù)載供電;當(dāng)1L>Io時(shí)，I1向C充電也1負(fù)戟供電：當(dāng)K關(guān)斷時(shí)，L通過(guò)D形成續(xù)流1路。IL問(wèn)C充電也問(wèn)負(fù)載供電;當(dāng)1L<1o時(shí)，L和C同時(shí)向負(fù)載供電：若LL減小到O.則D關(guān)斷，只有C向負(fù)載供電：

根據(jù)以上分析，所設(shè)計(jì)電源主電路如圖3所示，由輸入濾波、全橋整流、電容濾波、高頻變壓、半橋整流、輸出濾波等壞節(jié)組成。其中高頻變壓器內(nèi)初級(jí)繞組1和2、反饋繞組5和6.次級(jí)輸出繞組8和10以及11和12：為了曾強(qiáng)次級(jí)繞組8和10的過(guò)電流能力，將引腳7、8以及9、10連接：反餓繞主要為PWM控制芯片UC3845提供穩(wěn)定的直流電源電壓。

由于該主電路要求有內(nèi)路電出輸出，分別為12V，3A和5V、3A，因此需要用兩個(gè)控制電路來(lái)實(shí)現(xiàn)所需電壓的精確輸出，基本思路為：穩(wěn)定12V輸出的一路與整個(gè)主電路形成一個(gè)閉環(huán)反饋系統(tǒng)，輸出穩(wěn)定的12V電壓，精度為5%：前+5V輸出的一路只需變玉器提供8-15V的電源電壓，輸人至buck降壓型開(kāi)關(guān)電源芯片L296，最后輸出穩(wěn)定的S.1V電壓，這樣可以避免+12V電路的負(fù)載變化引起對(duì)+5\電壓輸出的影響：

電源控制電路設(shè)計(jì)

控制電路的設(shè)計(jì)是為了提高電源的質(zhì)量及其可靠性，對(duì)電源輸出電壓進(jìn)行采樣。比較。放大，并F此誤差放大信號(hào)來(lái)調(diào)節(jié)其輸入電壓，使得負(fù)載變化時(shí)輸出電壓保持穩(wěn)定：

UC3845控制電路

如圖4是固定額率電流欖式的PWM控制芯片UC3845為核心的開(kāi)關(guān)電源控制系統(tǒng)。

通電后，R18問(wèn)C7（圖3中）充電，芯片VCC引腳電壓上升，達(dá)到8.4V時(shí)，也路啟動(dòng)：R18不能持續(xù)供也，所以中C7儲(chǔ)存的電能維持芯片T作，同時(shí)電容的儲(chǔ)能會(huì)降低，降到7.9V時(shí)芯片會(huì)停止T.作，因此電容電壓從8.4V降到7.9V期間內(nèi)電路需正常啟動(dòng)，啟動(dòng)后反餓繞組得電維持芯片的T作電壓：

UC3845的COM腳是內(nèi)部誤差放大器的輸出端，為恒流輸出，且與FB組成-一個(gè)反相放大器，因此其輸出受FB控制：圖中將FB接地，那幺在COM腳外圍不接任何元件的情況下，eom腳輸出電壓為周定值5Vcom腳電壓的大小與芯片輸出的占空比成正比，因此調(diào)節(jié)com腳也壓可以調(diào)節(jié)電源的輸出電壓，Hcom腳電壓在低于1V時(shí)，電路會(huì)鎖死，無(wú)脈沖輸出：利用元作的這個(gè)特性，在com腳實(shí)現(xiàn)占空比的調(diào)節(jié)和欠壓鎖定Ct和Rr兩者共同決定芯片內(nèi)部載波的頓率，計(jì)算公式為0.85/（RT*CT）：TCC引腳主要用于檢測(cè)主電路4的電流，當(dāng)發(fā)生過(guò)流時(shí)，自動(dòng)封鎖PWM脈沖輸出，保護(hù)整個(gè)電路：

圖5所示為電路4的穩(wěn)壓閉環(huán)反饋環(huán)節(jié)：Q2是一個(gè)電壓比較器。內(nèi)置了一個(gè)2.5V的基準(zhǔn)源作為比較電壓：R10為其限流電阻，光榴的發(fā)光二極管為其負(fù)載：Q2.CI7.RI1RI2組成電流放大電路電路啟動(dòng)時(shí)，R14的分壓值達(dá)不到2.5V.不足以使Q2導(dǎo)迪，光耦叁極管截止.UC3845的com牌電壓上升創(chuàng)最大值。占空比也為最大值。電路啟動(dòng)：此時(shí)較高的輸出電壓對(duì)輸出電容充電，當(dāng)充電達(dá)到所要求的輸出電壓值時(shí)，RI3.RI4的分壓值達(dá)到2.5V.Q2導(dǎo)通，光構(gòu)叁極管導(dǎo)通UC3845com腳的電壓被拉低，占空比下降，輸出電壓星下降趨勢(shì)。當(dāng)電壓下降到略低于要求的輸出電壓E寸，R14分壓不足以維持Q2導(dǎo)通，光耦趨于截止：如此反復(fù)的負(fù)反饋修正使得輸出電壓保持穩(wěn)定。

L296控制電路

為了避免+12V電路負(fù)載的變化對(duì)+5V電路電壓輸出的影響，本電源采用了L296大電流開(kāi)關(guān)電源芯片組成的BUCK降壓中路完成+5V電，壓的精確輸出：如圖6所示為該芯片的典型電路接法，可粘確輸出5.1V電壓：該芯片具有以下特點(diǎn)：

（1）可輸出4A電流;

（2）輸出電壓范圍為51-40V，轉(zhuǎn)換效率高，般可達(dá)75~85%，最高可達(dá)90%;

（3）開(kāi)關(guān)頻率高達(dá)200kHz，可減小濾波元們的體積;

（4）當(dāng)輸出電壓低于限定值時(shí)，可輸出復(fù)位信號(hào)（供給計(jì)算機(jī)或單片機(jī);

（5）當(dāng)輸出電壓超過(guò)設(shè)定電壓20%時(shí)，可觸發(fā)外接可控硅使其導(dǎo)酒，以保護(hù)負(fù)載電路;

（6）具有軟啟動(dòng)功能及過(guò)熱保護(hù)功能