1引言
在大功率開(kāi)關(guān)電源中,，經(jīng)常需要幾組隔離電源對(duì)控制,、開(kāi)關(guān)管的門(mén)極驅(qū)動(dòng)和保護(hù)電路進(jìn)行單獨(dú)供電,。簡(jiǎn)單實(shí)用,，性能可靠的隔離穩(wěn)壓電源將是開(kāi)關(guān)電源可靠運(yùn)行、性能優(yōu)良的保證,。正因如此,，我們選擇了UC3842PWM控制器作為隔離開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的核心器件，并力求電源簡(jiǎn)單實(shí)用,、性能可靠,。
2UC3842PWM控制器簡(jiǎn)介UC3842是一種高性能的固定頻率電流型控制器，單端輸出,，可直接驅(qū)動(dòng)雙極型晶體管和MOSFET,，具有管腳數(shù)量少,、外圍電路簡(jiǎn)單、安裝與調(diào)試簡(jiǎn)便,、性能優(yōu)良,、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)。能通過(guò)高頻變壓器與電網(wǎng)隔離,，適于構(gòu)成無(wú)工頻變壓器的（20～50）W小功率開(kāi)關(guān)電源,。由于器件設(shè)計(jì)巧妙，構(gòu)成電路所需的元件極少,，非常符合“適用,、夠用、好用”的原則,。在一些只有直流電壓供電的場(chǎng)合,，更是起著不可或缺的作用，有著很好的應(yīng)用前景,。
其內(nèi)部電路主要有以下性能：
最高開(kāi)關(guān)頻率可達(dá)500kHz,。
采用圖騰柱輸出電路，能夠提供大電流輸出,，輸出電流可達(dá)1A,，可直接對(duì)雙極型晶體管和MOSFET進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。
內(nèi)部有高穩(wěn)定度的基準(zhǔn)電壓源,，典型值為5.0V,，
允許有±0.1V的偏差。溫度系數(shù)為0.2mV/℃
穩(wěn)壓性能好,。其電壓調(diào)整率可達(dá)0.01％/V,能同第二代線(xiàn)性集成穩(wěn)壓器相媲美,。啟動(dòng)電流小于1mA，正常工作電流為15mA,。
帶鎖定的PWM,，可以進(jìn)行逐個(gè)脈沖的電流限制。
具有內(nèi)部可調(diào)整的參考電源,，可以進(jìn)行欠壓鎖定,。
圖1為UC3842PWM控制器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。其內(nèi)部基準(zhǔn)電路產(chǎn)生＋5V基準(zhǔn)電壓作為UC3842內(nèi)部電源,，經(jīng)衰減得2.5V電壓作為誤差放大器基準(zhǔn),，并可作為電路輸出5V/50mA的電源。振蕩器產(chǎn)生方波振蕩,，振蕩頻率取決于外接定時(shí)元件,，接在4腳與8腳之間的電阻R與接在4腳與地之間的電容C共同決定了振蕩器的振蕩頻率，f=1.8/RC,。反饋電壓由2腳接誤差放大器反相端,。1腳外接RC網(wǎng)絡(luò)以改變誤差放大器的閉環(huán)增益和頻率特性；6腳輸出驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管的方波為圖騰柱輸出,。3腳為電流檢測(cè)端,，用于檢測(cè)開(kāi)關(guān)管的電流，當(dāng)3腳電壓≥1V時(shí),，UC3842就關(guān)閉輸出脈沖,，保護(hù)開(kāi)關(guān)管不至于過(guò)流損壞。UC3842PWM控制器設(shè)有欠壓鎖定電路,，其開(kāi)啟閾值為16V,，關(guān)閉閾值為10V。正因如此,，可有效地防止電路在閾值電壓附近工作時(shí)的振蕩,。
圖1UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖
圖2單端反激式開(kāi)關(guān)電源電路原理圖
圖3單端反激式開(kāi)關(guān)電源實(shí)際電路原理圖
圖4原、副邊繞組電壓波形
圖5UC38424腳和6腳波形
圖6檢測(cè)電阻的電流波形
3單端反激式隔離開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的原理與設(shè)計(jì)
圖2為單端反激式隔離開(kāi)關(guān)電源電路原理圖,。當(dāng)開(kāi)關(guān)管V導(dǎo)通時(shí),，變壓器原邊電壓近似為輸入電壓，但副邊因整流管反偏而無(wú)電流流過(guò),，變壓器儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量,。當(dāng)開(kāi)關(guān)管V關(guān)斷時(shí)，各線(xiàn)圈電壓反向,，整流管正向?qū)?，變壓器?chǔ)存的能量通過(guò)整流管向負(fù)載釋放。單端變壓器必須滿(mǎn)足的一個(gè)條件是要保證磁通復(fù)位,，即變壓器工作磁通必須在每個(gè)周期都回到原來(lái)的位置,，否則將導(dǎo)致磁芯經(jīng)過(guò)多個(gè)周期后逐漸達(dá)到飽和而燒毀開(kāi)關(guān)管。
圖3為單端反激式隔離開(kāi)關(guān)電源實(shí)際電路原理圖,。由于大功率電源中有＋24V的直流電壓,，所以本電源的輸入電壓取為24V。7815經(jīng)一發(fā)光二極管抬升電位后啟動(dòng)UC3842工作,，反饋線(xiàn)圈12的電壓整流后經(jīng)取樣電阻分壓回送到UC3842的誤差放大器反向端來(lái)調(diào)整驅(qū)動(dòng)脈沖寬度,，從而改變輸出電壓。根據(jù)實(shí)際給定的定時(shí)元件的數(shù)值,，UC3842的工作頻率為166.7kHz,。R4=0.5Ω為電流檢測(cè)電阻，其上的檢測(cè)信號(hào)經(jīng)低通濾波器后與斜率補(bǔ)償信號(hào)相加送到UC3842的3腳,，當(dāng)開(kāi)關(guān)管流過(guò)的電流超過(guò)2A時(shí),，UC3842關(guān)斷，從而保護(hù)了開(kāi)關(guān)管不致?lián)p壞。采用斜率補(bǔ)償后,，電路在任何占空比條件下也變得穩(wěn)定,。與開(kāi)關(guān)管并聯(lián)的電容C4是為了消除開(kāi)關(guān)管的尖峰電壓。變壓器采用印刷電路板變壓器,，不需要人工繞線(xiàn),，簡(jiǎn)化了變壓器的制作過(guò)程，同時(shí)使整個(gè)電源的體積減小,，使線(xiàn)圈之間完全耦合（見(jiàn)圖4）,，并能根據(jù)需要很方便地增加或減少輸出的組數(shù)。變壓器變比為1,，原邊線(xiàn)圈和副邊線(xiàn)圈成對(duì)疊放（為耦合得更好）,，再加上一組反饋線(xiàn)圈。由此來(lái)保證輸出多組隔離的24V穩(wěn)定電壓,。
4實(shí)驗(yàn)分析及結(jié)論
圖5為UC3842的4腳三角波振蕩波形（Ch1）和6腳驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)管的方波（Ch2）,，圖6為檢測(cè)電阻（R4）的電流波形。圖4為原,、副邊繞組電壓波形,，這是輕載條件下的波形，振蕩是由高頻變壓器和C4諧振引起的,，加載后,，振蕩幅度將明顯減小，不影響整個(gè)系統(tǒng)的性能,。這些波形及其測(cè)試值與理論上的波形及計(jì)算值基本符合,。此開(kāi)關(guān)電源已應(yīng)用于15kW直流穩(wěn)壓開(kāi)關(guān)電源中，試驗(yàn)證明完全符合預(yù)定的性能指標(biāo)要求,。