UC3843應用電路

1、UC3843 應用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計（1）2009-12-1810:41:06 作者：來源：互聯(lián)網(wǎng)瀏覽次數(shù)：1168 文字大小：【大】【中】【小】簡介：UC3843 應用電路一一 15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細設(shè)計過程，重點討論了多路輸出模塊電源設(shè)計與.關(guān)鍵字：UC3843畫囹 UC3843 應用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細設(shè)計過程，重點討論了多路輸出模塊電源設(shè)計與單路輸出的不同，詳細介紹了

2、 DC/DC 模塊電源中常用的新型芯片 UC3843 的外圍電路參數(shù)的設(shè)計， 給出了多路輸出模塊電源中變壓器和耦合電感的設(shè)計過程及滿足各項性能指標應注意的各種問題。關(guān)鍵詞：DC/DC 變換器；多路輸出；UC3843;耦合電感弓I言DC/DC 模塊已被廣泛應用于鐵路通信、微波通訊、工業(yè)控制、船舶電子、航空電子、地面雷達、消防設(shè)備和醫(yī)療器械教學設(shè)備等諸多領(lǐng)域，其中有許多應用場合需要多路輸出，如在單片機智能控制器中，單片機供電需要 5V,而運放通常需要 12V。在設(shè)計多路輸出時，有許多地方和單路輸出不同，既要考慮變壓器管腳限制、多副邊變壓器設(shè)計、各路的穩(wěn)壓電路實現(xiàn)，又要考慮每路輕載及滿載的負載調(diào)整率

3、，以及負載的交叉調(diào)節(jié)特性等。本文將通過一個給單片機智能控制器供電的 15W 三路模塊電源的設(shè)計實例來詳細說明多路輸出模塊電圖 1 多路輸出開關(guān)電源原理圖模塊電源的工作原理本文針對單片機主板供電電源所設(shè)計的多路輸出開關(guān)電源如圖 1 所示，其中電感 L201、L202、L203 是耦合電感，L204 是偏置繞組，由于變壓器管腳限制，取自耦合電感。電源工作原理如下：電路采用單端正激變換電路，當變換器接通電源時，輸入直流電壓經(jīng)由電阻、12V 穩(wěn)壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路穩(wěn)壓降壓后,啟動 UC3843 進入正常工作，偏置繞組 L204 的供電電路開始工作，輸出經(jīng) A4 和

4、C601 整流及濾波后輸出 12V 電壓，高于自供電電壓，使二極管 A4 反偏，啟動電路停止工作。變換器進入正常工作后，電源依據(jù) PWM 脈寬調(diào)制方式工作，次級繞組的輸出經(jīng)過二極管整流以及電容器和電感器組成的 LC 型濾波器濾波后，產(chǎn)生所需白各路輸出直流電壓。+5V 的輸出電壓由電阻器 R402 和 R406 分壓后， 與可編程穩(wěn)壓源 TL431(U3)中的 2.5V 參考電壓比較， 然后通過光耦合器 U2 反饋到 UC3843 的 2 腳，控制脈沖的占空比，穩(wěn)定 5V 輸出。耦合電感 L202 和 L203 實現(xiàn)+/-12V兩路穩(wěn)壓。過流保護電阻 R101、R102 檢測到開關(guān)管的過流信號，

5、送入 3843 的 3 腳，封鎖 UC3843 的輸出信號，實現(xiàn)過流保護。設(shè)計方案選擇源的設(shè)計。LR14D1Q4匚宏MHR舊2SC364855CM即口汀F.27DAFFY15XRM22KD口印I05CMXB632CDCCI02CMHAM3DNREOIARB2IAPIOATL4MICOOIPS27O1ICJO1UC3-54JB,R3Q7F1L03AL 勺況 C20；I06CFXCR-4D2DC/DC 模塊電源以中小功率為主，功率大都在 150W 之下，采用的電路拓撲以反激和正激電路為主，有時也采用推挽電路，電源要求體積小，設(shè)計時全部采用貼片元件。本模塊的主控芯片采用 UC3843。對于多路輸出，

6、如果每路輸出電壓精度要求高，則每路都應設(shè)計自己獨立的閉環(huán)穩(wěn)壓回路。如果只有一路是重要的負載，其他路負載較輕，并對于輸出電壓精度要求不是很嚴格，則只需給重要負載所在回路加反饋控制回路。本模塊的三路輸出中，由于 5V 輸出是比較重要的負載， 輸出電流最大(2A),12V 是運算放大器供電電源,允許電壓在 12V 范圍變化,電流較小(0.25A),所以只在 5V 主路所在回路加穩(wěn)壓電路，+/-12V 附路的穩(wěn)壓性能靠耦合電感實現(xiàn)。單路輸出時，濾波電感采用獨立電感，但對多路輸出，輸出濾波電感不能采用獨立電感，而采用耦合電感，將三路的輸出濾波電感共同繞在一個磁芯上。這是由于只有 5V 主路受控，使得 5

7、V 輸出電壓輸出特性較好，而+/-12V 兩路較差，如果用獨立電感，會產(chǎn)生以下問題：首先是交叉調(diào)節(jié)問題，即主路或附路的負載變動應起附路的附路的輸出電壓波動的問題；其次各路輸出有自己的濾波器，諧振點不同，變換器只一路受控，由于諧振頻率點的高阻抗特性，引起閉環(huán)環(huán)路增益下降和相移，對電流型控制回路影響特別嚴重。采用耦合電感，可降低制造成本，減小電源體積，滿足體積要求。UC3843 外圍電路設(shè)計開關(guān)頻率選擇本電源設(shè)置開關(guān)頻率為 250kHz,UC3843 工作頻率可達 500kHz,4 腳是 RT/CT 鋸齒波振蕩器的定時電阻和電容的公共端，對于 UC3843,kHz。啟動電路設(shè)計直流電壓經(jīng)電阻、12

8、V 穩(wěn)壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路降壓穩(wěn)壓后，為 UC3843提供啟動電壓。啟動電壓高于 8.4V 時 UC3843 才能工作，如果啟動電壓低，則可通過調(diào)整 R601 和 R602 的阻值來實現(xiàn) 9.6V 的啟動電壓。過流保護電路設(shè)計R101、R102 為過流檢測電阻，阻值較小，以降低電阻上的損耗。檢測電壓送入 UC3843 的 3 腳，高于 1V 時，過流保護電路工作，使 6 腳停止輸出矩形波，電路停止工作。此外還可利用 UC3843 的 1腳電壓低于兩個二極管壓降時 UC3843 即關(guān)閉的特性給電源加上遙控端。反饋誤差放大器設(shè)計R302 和 R303 構(gòu)成積分型

9、調(diào)節(jié)器，兩者的比例關(guān)系影響系統(tǒng)的動態(tài)特性。改變它們的比值可以改變 UC3843 電壓誤差放大器的放大倍數(shù)，對于一定的反饋電壓量，可使 PWM 調(diào)節(jié)器的輸出脈寬不同，從而影響輸出電壓調(diào)節(jié)幅度，即影響指標中輸出的動態(tài)響應調(diào)節(jié)幅度。積分器的電容 C305 的大小影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，即影響指標中輸出的動態(tài)響應時間。高頻變壓器的設(shè)計高頻變壓器磁性材料選擇的標準為高飽和磁感應，低剩磁。多路輸出變壓器一般要求有較大的窗口面積，DC/DC 模塊電源可選用 FEY 型、FEE 型、EUI 型等，對于正激電路，理論上變壓器初級需有復位繞組 Nr,這里考慮到變壓器腳位的問題，選取高飽和磁感應強度的磁材，而去掉復位繞組，這樣使每次磁性都在磁化曲線的下部工作，避免磁芯飽和?？紤]高溫時飽和磁感應強度 Bs 會下降，同時為降低高頻工作時的磁芯損耗，工作最大磁感應在一般選擇為 20002500Gs。這里選取高飽和磁感應強度的磁材 RM2.2KD,飽和磁感應強度為 440mT。根據(jù)廠家給出的磁芯材料手冊給出的輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系。這里選用了 FEY15.3 磁芯，其有效截面積為 182mm2。經(jīng)計算，繞組匝數(shù)如下：原邊 N1 為 16