它激式開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計

它激式開關(guān)電源畢業(yè)設(shè)計2————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 它激式開關(guān)電源設(shè)計摘要電源是實現(xiàn)電能變換和功率傳遞的主要設(shè)備。在信息時代,農(nóng)業(yè)、能源、交通運(yùn)輸、通信等領(lǐng)域迅猛發(fā)展，對電影產(chǎn)業(yè)提出個更多、更高的要求，如節(jié)能、節(jié)材、減重、環(huán)保、安全、可靠等。這就迫使電源工作者不斷的探索尋求各種鄉(xiāng)關(guān)技術(shù)，做出最好的電源產(chǎn)品，以滿足各行各業(yè)的要求。開關(guān)電源是一種新型的電源設(shè)備，較之于傳統(tǒng)的線性電源，其技術(shù)含量高、耗能低、使用方便,并取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益.UC3842是一種性能優(yōu)良的電流控制型脈寬調(diào)制器.假如由于某種原因使輸出電壓升高時,脈寬調(diào)制器就會改變驅(qū)動信號的脈沖寬度，亦即占空比D，使斬波后的平均值電壓下降，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的,反之亦然.UC3842可以直接驅(qū)動MOS管、IGBT等，適合于制作20～80W小功率開關(guān)電源。由于器件設(shè)計巧妙，由主電源電壓直接啟動，構(gòu)成電路所需元件少，非常符合電路設(shè)計中“簡潔至上"的原則。關(guān)鍵詞：開關(guān)電源，UC3842,脈寬調(diào)制，功率，IGBT目錄TOC\o”1—3”\h\u7314前言 113782第1章開關(guān)電源介紹 2133781。1開關(guān)電源概述 2243221。1.1開關(guān)電源工作原理 278461。1。2開關(guān)電源的設(shè)計 3190041。1.3開關(guān)電源的特點 4187911.2開關(guān)器件 4168521.2。1開關(guān)器件的特征 4173311.2.2器件TL431 5219761.2。3電力二極管 632161。2。4光耦PC817 7173081.2.5電力場效應(yīng)晶體管MOSFET 8173081。2。6絕緣柵IGBT 925801第2章主要開關(guān)變換電路 10262422。1濾波電路 10186982。2反饋電路 10256112。2。1電流反饋電路 1077262。2。2電壓反饋電路 1155012。3電壓保護(hù)電路 1210457第3章UC3842 139253.1UC3842簡介 13293723.1.1UC3842的引腳及其功能 13115973.1。2UC3842的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 1449313.1。3UC3842的使用特點 15225453.2UC3842的典型應(yīng)用電路 16160043.2。1反激式開關(guān)電源 16250323。2。2UC3842控制的同步整流電路 17216513.2.3升壓型開關(guān)電源 201308第4章利用UC3842設(shè)計小功率電源 22155434.1電源設(shè)計指標(biāo) 22200804.1.1元件的選擇 22294634。1.2電路結(jié)構(gòu)的選擇 24116144。2啟動電路 2494154.3PWM脈沖控制驅(qū)動電路 25120324。4直流輸出與反饋電路 26218674。5總體電路圖分析 273989結(jié)論 298905謝辭 301605參考文獻(xiàn) 3112062外文資料譯文 32第1章開關(guān)電源介紹開關(guān)電源意義當(dāng)代許多高新技術(shù)均與電源的電壓、電流、頻率、相位和波形等基本技術(shù)參數(shù)的變換和控制相關(guān)，電源技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對這些參數(shù)的精確控制和高效率的處理，因此，電源技術(shù)不但本身是一種高新技術(shù)，而且還是其評它多項高新技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)。電源技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展必將為大幅度節(jié)約電能、降低材料消耗以及提高生產(chǎn)效率提供重要的手段，并為現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活帶來為深遠(yuǎn)的影響。開關(guān)電源的發(fā)展情況

目前我國通信、信息、家電和國防等領(lǐng)域的電源普遍采用高頻開關(guān)電源,相控電源將逐漸被淘汰.國內(nèi)開關(guān)電源技術(shù)的發(fā)展，基本上起源于20世紀(jì)70年代末和80年代初。當(dāng)時引進(jìn)的開關(guān)電源技術(shù)，在高等院校和一些科研院所停留在實驗開發(fā)和教學(xué)階段。20世紀(jì)80年代中期開關(guān)電源產(chǎn)品開始推廣和應(yīng)用。20世紀(jì)80年代開關(guān)電源的特點是采用20kHz脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù),效率可達(dá)65%-70%。經(jīng)過20多年的不斷發(fā)展,開關(guān)電源技術(shù)有了重大進(jìn)步和突破。新型功率器件的開發(fā)促進(jìn)了開關(guān)電源的高頻化,功率MOSFET和IGBT可使小型開關(guān)電源的工作頻率達(dá)到400kHz（AC/DC）或1MHz（DC/DC）;軟開關(guān)技術(shù)使高頻開關(guān)電源的實現(xiàn)有了可能，它不僅可以減少電源的體積和重量,而且提高了電源的效率（國產(chǎn)6kW通信開關(guān)電源采用軟開關(guān)技術(shù)，效率可達(dá)93%）；控制技術(shù)的發(fā)展以及專用控制芯片的生產(chǎn)，不僅使電源電路大幅度簡化，而且使開關(guān)電源的動態(tài)性能和可靠性大大提高;有源功率因數(shù)校正技術(shù)（APFC）的開發(fā),提高了AC/DC開關(guān)電源的功率因數(shù)，既治理了電網(wǎng)的諧波污染，又提高了開關(guān)電源的整體效率。1.2開關(guān)器件1.2。1開關(guān)器件1.2.2器件TL431TL431是一個有良好的熱穩(wěn)定性能的三端可調(diào)分流基準(zhǔn)電壓源.它的輸出電壓用兩個電阻就可以任意地設(shè)置到從Vref（2。5V)到36V范圍內(nèi)的任何值。該器件的典型動態(tài)阻抗為0。2Ω,在很多應(yīng)用中可以用它代替齊納二極管，例如，數(shù)字電壓表，運(yùn)放電路、可調(diào)壓電源，開關(guān)電源等等.TL431是一種并聯(lián)穩(wěn)壓集成電路.因其性能好、價格低，因此廣泛應(yīng)用在各種電源電路中.TL431特點：（1）最大輸出電壓為37V；

（2）電壓參考誤差：±0.4％，典型值@25℃（TL431B）；（3）低動態(tài)輸出阻抗，典型0。22Ω;

（4)負(fù)載電流能力1.0mA--100mA;

（5）等效全范圍溫度系數(shù)50ppm/℃典型;

（6)溫度補(bǔ)償操作全額定工作溫度范圍;

（7）低輸出噪聲電壓；（8）輸出電壓范圍為2。5V—-36V;內(nèi)基準(zhǔn)電壓為2。5V;(9)最大工作電流150mA；圖1－3TL431的外觀和管腳TL431的具體功能可以用圖1—4的功能模塊示意。由圖可看到，VI是一個內(nèi)部的2。5V的基準(zhǔn)源，接在運(yùn)放的反向輸入端。由運(yùn)放的特性可知，只有當(dāng)REF端（同向端）的電壓非常接近VI（2.5V)時，三極管中才會有一個穩(wěn)定的非飽和電流通過，而且隨著REF端電壓的微小變化通過三極管的電流將從1到100mA變化.當(dāng)然，該圖絕不是TL431的實際內(nèi)部結(jié)構(gòu)，但可用于分析理解電路。圖1—4模塊圖1。2。3電力二極管電力二極管（PowerDiode)自20世紀(jì)50年代初期就獲得應(yīng)用，當(dāng)時也被稱為半導(dǎo)體整流器,并已開始逐步取代汞弧整流器.雖不是可控器件,但其結(jié)構(gòu)原理簡單,工作可靠,所以直到現(xiàn)在電力二極管仍然大量應(yīng)用于許多電氣設(shè)備中。電力二極管可分為普通二極管,快恢復(fù)二極管，肖特基二極管三種.普通二極管（GeneralPurposeDiode）普通二極管又稱為整流二極管（RectifierDiode)，多用于開關(guān)頻率不高(1kHz以下）的整流電路中。其反向恢復(fù)時間較長，一般在5s以上，這在開關(guān)頻率不高時并不重要。其正向電流定額值和反向電壓定額值可以達(dá)到很高，分別可達(dá)數(shù)千安和數(shù)千伏以上。2.快恢復(fù)二極管(FRD)快恢復(fù)二極管是恢復(fù)過程很短，特別是反向恢復(fù)過程很短的二極管，簡稱為快速二極管?？焖俣O管在工藝上多采用了摻金措施，有的采用PN結(jié)型結(jié)構(gòu)，有的采用改進(jìn)的PiN結(jié)構(gòu)。采用外延型PiN結(jié)構(gòu)的快恢復(fù)外延二極管（FastRecoveryEpitaxialDiodes，F(xiàn)RED），其反向恢復(fù)時間更短(可低于50ns），正向壓降也很低(0.9V左右)，但其反向耐壓多在400V以下?？焖俣O管從性能上可分為快速恢復(fù)和超快速恢復(fù)兩個等級，前者反向恢復(fù)時間為數(shù)百納秒或更長，后者則在100ns以下,有的甚至達(dá)到20～30ns。3。肖特基二極管以金屬和半導(dǎo)體接觸形成的勢壘為基礎(chǔ)的二極管稱為肖特基勢壘二極管（SBD)，簡稱為肖特基二極管。肖特基二極管的優(yōu)點很多，主要是:反向恢復(fù)時間很短(10~40ns)，正向恢復(fù)過程中不會有明顯的電壓過沖;在反向耐壓較低的情況下其正向壓降也很小，明顯低于快恢復(fù)二極管;其開關(guān)損耗和正向?qū)〒p耗都比快速二極管還要小,效率高.肖特基二極管的不足之處是：當(dāng)反向耐壓提高時，其正向壓降也會高得不能滿足要求,因此多用于200V以下；反向漏電流較大且對溫度敏感,因此反向穩(wěn)態(tài)損耗不能忽略，而且必須更嚴(yán)格地限制其工作溫度。1。2。4光耦PC817光電耦合器是以光為媒介來傳播電信號的器件.PC817是常用的線性光藕，在各種要求比較精密的功能電路中常常被當(dāng)作耦合器件，具有上下級電路完全隔離的作用，相互不產(chǎn)生影響。目的在于增加安全性，減小電路干擾，簡化電路設(shè)計.當(dāng)輸入端加電信號時，發(fā)光器發(fā)出光線，照射在受光器上，受光器接受光線后導(dǎo)通,產(chǎn)生光電流從輸出端輸出，從而實現(xiàn)了“電-光—電”的轉(zhuǎn)換。普通光電耦合器只能傳輸數(shù)字信號(開關(guān)信號），不適合傳輸模擬信號。線性光電耦合器是一種新型的光電隔離器件,能夠傳輸連續(xù)變化的模擬電壓或電流信號,這樣隨著輸入信號的強(qiáng)弱變化會產(chǎn)生相應(yīng)的光信號，從而使光敏晶體管的導(dǎo)通程度也不同，輸出的電壓或電流也隨之不同,PC817光電耦合器不但可以起到反饋作用還可以起到隔離作用。主要應(yīng)用范圍：開關(guān)電源、適配器、充電器、UPS、DVD、空調(diào)及其它家用電器等產(chǎn)品。圖1－5PC817的外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)電力場效應(yīng)晶體管MOSFET1.電力場效應(yīng)晶體管電力場效應(yīng)晶體管主要指絕緣柵型中的MOS型,簡稱電力MOSFET。其特點是：用柵極電壓來控制漏極電流，驅(qū)動電路簡單，需要的驅(qū)動功率小，開關(guān)速度快，工作頻率高,熱穩(wěn)定性好，電流容量小，耐壓低，一般只適用于功率不超過10kW的電源電子裝置.2.電力場效應(yīng)晶體管的結(jié)構(gòu)和工作原理(a）N溝道內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面示意圖；（b)電氣圖形符號圖1—5電力MOSFET的結(jié)構(gòu)和電氣圖形符號電力MOSFET的種類按導(dǎo)電溝道可分為P溝道和N溝道，當(dāng)柵極電壓為零時漏極之間就存在導(dǎo)電溝道的稱為耗盡型；對于N（P)溝道器件，柵極電壓大于（小于）零時才存在導(dǎo)電溝道的稱為增強(qiáng)型。如圖1—5所示,其中G為柵極,S為源極,D為漏極.電力MOSFET的工作原理是：在截止?fàn)顟B(tài)，漏源極間加正電源，柵源極間電壓為零。P基區(qū)與N漂移區(qū)之間形成的PN結(jié)反偏,漏源極之間無電流流過;在導(dǎo)電狀態(tài),在柵源極間加正電壓UGS,柵極是絕緣的,所以不會有柵極電流流過，但柵極的正電壓會將其下面P區(qū)中的空穴推開,而將P區(qū)中的電子吸引到柵極下面的P區(qū)表面。1。2。6絕緣柵IGBTMOSFET具有開關(guān)速度快，為電壓控制的優(yōu)點,缺點是導(dǎo)通電壓降稍大,電流、電壓容量不大；雙極型晶體管卻與MOSFET管的優(yōu)點、缺點互易，因而產(chǎn)生了使它們復(fù)合的思想。IGBT控制時有MOSFET的特點，導(dǎo)通時有雙極型晶體管特點,這種復(fù)合管稱為絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)。IGBT是MOS結(jié)構(gòu)的雙極型器件，是具有功率MOSFET管的高速性能和雙極型器件的低導(dǎo)通電阻性能的功率器件，具有電壓型控制、輸入阻抗大、驅(qū)動功率小、開關(guān)速度快、工作頻率高、安全工作區(qū)大等優(yōu)點,IGBT正逐步取代大功率晶體管和一些MOSFET管的應(yīng)用領(lǐng)域。IGBT的應(yīng)用范圍一般都在耐壓為600V以上、電流為10V以上、工作頻率為1kHz以上的應(yīng)用領(lǐng)域。IGBT集合了場效應(yīng)管輸入阻抗高、雙極性結(jié)型晶體管飽和電壓降低的優(yōu)點。由IGBT的結(jié)構(gòu)機(jī)理決定了其關(guān)斷時會發(fā)生的電流“拖動"現(xiàn)象,因而IGBT的開關(guān)工作頻率與功率晶體管（GRT）相當(dāng)。圖1-6IGBT的圖形符號第2章主要開關(guān)變換電路2。1濾波電路輸入濾波電路具有雙向隔離作用，它可抑制從交流電網(wǎng)輸入的干擾信號，同時也防止開關(guān)電源工作時產(chǎn)生的諧波和電磁干擾信號影響交流電網(wǎng)。圖2—1所示濾波電路是一種復(fù)合式EMI濾波器,L1、L2和C1構(gòu)成第一級濾波，共模電感L3和電容C2、C3進(jìn)行第二級濾波圖2—1輸入濾波電路C1用于濾除差模干擾，選用高頻特性較好的薄膜電容。電阻R給電容提供放電回路，避免因電容上的電荷積累而影響濾波器的工作特性。C2、C3跨接在輸出端，能有效地抑制共模干擾。為了減小漏電流，C2、C3宜選用陶瓷電容器。2.2反饋電路2。2.1電流反饋電路電流反饋電路采用電流互感器，通過檢測開關(guān)管上的電流作為采樣電流，原理如圖2-2所示。電流互感器的輸出分為電流瞬時值反饋和電流平均值反饋兩路,R2上的電壓反映電流瞬時值。開關(guān)管上的電流變化會使UR2變化,UR2接入UC3842的保護(hù)輸入端⑶腳,當(dāng)UR2＝1V時，UC3842芯片的輸出脈沖將關(guān)斷。通過調(diào)節(jié)R1、R2的分壓比可改變開關(guān)管的限流值，實現(xiàn)電流瞬時值的逐周期比較,屬于限流式保護(hù)。輸出脈沖關(guān)斷，實現(xiàn)對電流平均值的保護(hù)，屬于截流式保護(hù)。兩種過流保護(hù)互為補(bǔ)充，使電源更為安全可靠.采用電流互感器采樣,使控制電路與主電路隔離，同時與電阻采樣相比降低了功耗,有利于提高整個電源的效率。圖2-2電流反饋電路2.2。2電壓反饋電路電壓反饋電路如圖2-3所示。輸出電壓通過集成穩(wěn)壓器TL431和光電耦合器反饋到UC3842的⑴腳，調(diào)節(jié)R1、R2的分壓比可設(shè)定和調(diào)節(jié)輸出電壓,達(dá)到較高的穩(wěn)壓精度。如果輸出電壓UO升高,集成穩(wěn)壓器TL431的陰極到陽極的電流增大，使光電耦合器輸出的三極管電流增大，即UC3842⑴腳對地的分流變大，UC3842的輸出脈寬相應(yīng)變窄，輸出電壓UO減小。同樣如果輸出電壓UO減小，可通過反饋調(diào)節(jié)使之升高。圖2-3電壓反饋電路2.3電壓保護(hù)電路圖2-4所示為輸出過電壓保護(hù)電路.穩(wěn)壓管VS的擊穿，電壓稍大于輸出電壓額定值，輸出正常時,VS不導(dǎo)通，晶閘管V的門極電壓為零，不導(dǎo)通.當(dāng)輸出過壓時，VS擊穿,V受觸發(fā)導(dǎo)通，使光電耦合器輸出三極管電流增大，通過UC3842控制開關(guān)管關(guān)斷。圖2—4輸出過電壓保護(hù)電第3章UC38423。1UC3842簡介繼MC1394、AN5900之后，人們又開發(fā)出功能更完善的它激單端輸出驅(qū)動集成電路。其特點是除內(nèi)部PWM系統(tǒng)外，還設(shè)有多路保護(hù)輸入和穩(wěn)定的基準(zhǔn)電壓發(fā)生器，同時還具有小電流啟動功能.典型的UC3842就是其中的代表，它功能完善，性能可靠，目前廣泛被各種普通電源采用，還被用于有源因數(shù)改善電路和高壓升壓式開關(guān)電源中。UC3842為8腳雙列直插式封裝,其內(nèi)部原理框圖如圖1所示。主要由5。0V基準(zhǔn)電壓源、用來精確地控制占空比調(diào)定的振蕩器、降壓器、電流測定比較器、PWM鎖存器、高增益E/A誤差放大器和適用于驅(qū)動功率HYPERLINK”/MOSFET-p。htm"MOSFET的大電流推挽輸出電路等構(gòu)成。端1為COMP端；端2為反饋端;端3為電流測定端；端4接Rt、Ct確定鋸齒波頻率；端5接地;端6為推挽輸出端，有拉、灌電流的能力;端7為集成塊工作電源電壓端，可以工作在8~40V;端8為內(nèi)部供外用的基準(zhǔn)電壓5V，帶載能力50mA。4.1電源設(shè)計指標(biāo)小型電源輸入、輸出參數(shù)如下：輸入電壓：AC110/220V；輸入電壓變動范圍：90～240V;輸入頻率：50/60Hz；輸出電壓:12V；輸出電流：2.5A?？刂齐娐沸问綖樗な?，采用UC3842為PWM控制電路。電源開關(guān)頻率的選擇決定了變換器的特性。開關(guān)頻率越高，變壓器、電感器的體積越小，電路的動態(tài)響應(yīng)也越好。但隨著頻率的提高，諸如開關(guān)損耗、門極驅(qū)動損耗、輸出整流管的損耗會越來越突出，而且頻率越高，對磁性材料的選擇和參數(shù)設(shè)計的要求會越苛刻。另外高頻下線路的寄生參數(shù)對線路的影響程度難以預(yù)料，整個電路的穩(wěn)定性、運(yùn)行特性以及系統(tǒng)的調(diào)試會比較困難。在本電源中，選定工作頻率為85kHz..4.1。1元件的選擇1變壓器和輸出電感的設(shè)計依據(jù)UC3842應(yīng)用方式，選定定時電阻RT＝1.8kΩ,定時電容CT＝10μF。確定開關(guān)頻率f＝85kHz，周期T＝11.8μs。設(shè)計單端控制開關(guān)電源時，一般占空比D最大不超過0。5,這里選擇D＝0.5，則 （4—1)根據(jù)電源規(guī)格、輸出功率、開關(guān)頻率選擇PQ26/25磁芯，磁芯截面積S＝1。13cm2,磁路有效長度L＝6。4cm,飽和磁通密度BS＝0。4T。取變壓器最大工作磁感應(yīng)強(qiáng)度Bmax＝BS/3≈0.133T,則電感系數(shù)A為: （4—2）變壓器原邊線圈匝數(shù)N1為： （4—3)式中，UI――最小直流輸入電壓。交流輸入電壓的最小值約為90V，UI＝90×√2≈127(V)，得出N1＝49。9匝,取50匝。原邊線圈電感L＝AN12＝11.1(mH)。副邊線圈匝數(shù)為：（4-4) （4-4)式中:UDF――整流二極管VDl上的壓降；UL――輸出電感L上的壓降.取UDF+UL＝0。7V,代入式(6-4），得N2＝10匝。副邊線圈電感為： （4—5)開關(guān)管斷開時,N1兩端將會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，為了保證開關(guān)管正常工作，將感應(yīng)電動勢限制到e=300V.反饋電線圈向UC3842提供U＝12V的工作電壓，按電容C1上的電壓UC＝16V計算，以保證有足夠的供電電壓給UC3842。由N3＝(UC/e）N1可得N3＝2.67匝，取3匝。變壓器副邊電流為矩形波,其有效值為： （4—6)導(dǎo)線電流密度取4A/mm2，所需繞組導(dǎo)線截面積為1.77/4≈0。44(mm2）。同樣可選擇原邊繞組導(dǎo)線，原邊電流有效值為： (4—7）所需繞組導(dǎo)線截面積為0。354/4＝0.0885mm2，選用截面積為0.09621mm2的導(dǎo)線（Φ0.41mm)。取輸出電感的電流變化量△IL＝0.2IO＝0。5A，則輸出電感為：（4—8)（4—8)式中:U2――副邊線圈最小電壓。計算得：（4—（4—9）取UDF＝0。5V，UO＝3V,代入式(6-8）可得L＝140μH.根據(jù)輸出電感上的電流IL＝IO，所需繞組導(dǎo)線截面積應(yīng)為2。5/4＝0.625mm2，選擇截面積為0.6362mm2導(dǎo)線（Φ0。96mm）。4。1。2電路結(jié)構(gòu)的選擇小功率開關(guān)電源可以采用單端反激式或者單端正激式電路，電源結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠,成本低。與單端反激式電路相比，單端正激式電路開關(guān)電流小，輸出紋波小，更容易適應(yīng)高頻化。用電流型PWM控制芯片UC3842構(gòu)成的單端正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源的主電路如圖4-1所示.單端正激式開關(guān)穩(wěn)壓電源加有磁通復(fù)位電路，以釋放勵磁電路的能量。在圖4-1中，開關(guān)管VT導(dǎo)通時V1導(dǎo)通，副邊線圈N2向負(fù)載供電，V4截止,反饋電線圈N3的電流為零；VT關(guān)斷時V1截止，V4導(dǎo)通,N3經(jīng)電容C1濾波后向UC3842⑺腳供電，同時原邊線圈N1上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢使V3導(dǎo)通并加在RC吸收回路。由于變壓器中的磁場能量可通過N3泄放，而不像一般的RCD磁通復(fù)位電路消耗在電阻上，達(dá)到減少發(fā)熱,提高效率的目的.圖4－1單端正激式開關(guān)電源的主電路圖4.2啟動電路圖4－2輸入220v交流電,經(jīng)過C1、L、C2進(jìn)行低通濾波濾波后的交流電壓經(jīng)D1～D4橋式整流以及電解電容C1、C2濾波后變成3l0V的脈動直流電壓，此電壓經(jīng)通過電阻R18分壓給uc3842提供啟動電壓，當(dāng)電壓達(dá)到16v時達(dá)到芯片的啟動電壓，UC3842開始工作并提供驅(qū)動脈沖，uc3842的啟動電壓大于16V，啟動電流僅1mA即可進(jìn)入工作狀態(tài).處于正常工作狀態(tài)時，工作電壓在10～34V之間，負(fù)載電流為15mA。超出此限制，開關(guān)電源呈欠電壓或過電壓保護(hù)狀態(tài),無驅(qū)動脈沖輸出。圖4－2高頻濾波整流電路4。3PWM脈沖控制驅(qū)動電路圖4－3PWM脈沖控制驅(qū)動電路圖4－3由分壓電阻R18提供分得的電壓接入UC3842的7（vcc）管腳，UC3842啟動工作,由6端（output)輸出推動開關(guān)管工作，輸出信號為高低電壓脈沖。高電壓脈沖期間,場效應(yīng)管導(dǎo)通，電流通過變壓器原邊,同時把能量儲存在變壓器中.根據(jù)同名端標(biāo)識情況，此時變壓器各路副邊沒有能量輸出。當(dāng)6腳輸出的高電平脈沖結(jié)束時,場效應(yīng)管截止，根據(jù)楞次定律，變壓器原邊為維持電流不變，產(chǎn)生下正上負(fù)的感生電動勢，此時副邊各路二極管導(dǎo)通，向外提供能量。同時反饋線圈向UC3842供電./UC3842—p.htm”UC3842開始工作,啟動正常工作后,它的消耗電流約為15mA。由于輸入電壓的不穩(wěn)定，或者一些其他的外在因素,有時會導(dǎo)致電路出現(xiàn)短路、過壓、欠壓等不利于電路工作的現(xiàn)象發(fā)生,因此，電路必須具有一定的保護(hù)功能。如圖4－3所示，如果由于某種原因，輸出端短路而產(chǎn)生過流,開關(guān)管的漏極電流將大幅度上升,R6兩端的電壓上升，其中R19和C8組成濾波電路防止脈沖尖峰使電路誤操作,UC3842的腳3上的電壓也上升。當(dāng)該腳的電壓超過正常值0。3V達(dá)到1V(即電流超過1．5A）時,UC3842的PWM比較器輸出高電平,使PWM鎖存器復(fù)位，關(guān)閉輸出.這時,UC3842的6腳無輸出，MOS管S1截止,從而保護(hù)了電路.4。4直流輸出與反饋電路當(dāng)開關(guān)管導(dǎo)通時,整流電壓加在變壓器初級繞組上的電能變成磁能儲存在變壓器中，開關(guān)管截止后，能量通過次級繞組釋放到負(fù)載上.由公式:Uo=（Ton/（n)）E(4－10）可以得出,輸出電壓和開關(guān)管的導(dǎo)通時間及輸入電壓成正比；與初，次級繞組的匝數(shù)比及開關(guān)管的截止時間成反比。反饋電路采用精密穩(wěn)壓器TL431和線性光耦PC81。利用TL431可調(diào)式精密穩(wěn)壓器構(gòu)成誤差電壓放大器,再通過線性光耦對輸出進(jìn)行精確的調(diào)整。如圖4－4輸出電壓經(jīng)R9，R11分壓后得到的取樣電壓，與TL431中的2.5V帶隙基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較。當(dāng)輸出電壓出現(xiàn)正誤差，取樣電壓〉2。5V，TL431的穩(wěn)壓值降低,光耦控制端電流增大,UC3842的反饋端(VFB)電壓值增大,輸出端的脈沖信號占空比降低，開關(guān)管的導(dǎo)通時間減少,輸出電壓降低；反之，如果輸出電壓出現(xiàn)負(fù)誤差，UC3842的輸出脈沖占空比增大，輸出電壓增高，達(dá)到穩(wěn)壓目的.圖4－4直流輸出與反饋電路在對電壓精度要求高的場合，會把電壓反饋信號從補(bǔ)償端（CMOP）輸入，不用UC3842的內(nèi)部放大器,因此反饋信號的傳輸縮短了一個放大器的傳輸時間，使電源的動態(tài)響應(yīng)更快。4。5總體電路圖分析本設(shè)計利用UC3842組成的PWM脈沖控制驅(qū)動電路，輸出＋5v和＋12v兩個直流電源.電路分為四個模塊,整流濾波電路,為UC3842提供啟動電壓，UC3842組成的PWM脈沖電路,驅(qū)動MOSFET管為變壓器線圈提供脈沖,兩個輸出電路，以及一個電壓反饋電路。當(dāng)電路啟動運(yùn)行后，UC3842的啟動電壓由R7分壓，再經(jīng)二極管整流后,得到的直流電壓提供，此時第一模塊的啟動電路不再提供啟動電壓。設(shè)計的特點在于精密的反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)。圖4－5總體電路圖結(jié)論在信息和數(shù)字時代，所有電子設(shè)備都需要有一個穩(wěn)定可靠的電源來提供能量。因此開關(guān)電源的發(fā)展對于國家的發(fā)展與建設(shè)有及其重要的作用。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，開關(guān)電源方面的技術(shù)已經(jīng)有了長足的發(fā)展。為了小型化，高效率可靠的開關(guān)電源，全世界的工程師做出了不懈的努力。開關(guān)電源是利用現(xiàn)代電力電子技術(shù)，控制開關(guān)晶體管開通和關(guān)斷的時間比率，維持穩(wěn)定輸出電壓的一種電源，開關(guān)電源一般有PWM控制IC和開關(guān)器件（MOSFET、BJT等）構(gòu)成.開關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長，但二者增長速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點上，反而高于開關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新,使得開關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新,這一成本反轉(zhuǎn)點日益向低輸出電力端移動，這為開關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。開關(guān)電源高頻化是其發(fā)展的方向，高頻化使開關(guān)電源小型化，并使開關(guān)電源進(jìn)入更廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，特別是在高新技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用，推動了高新技術(shù)產(chǎn)品的小型化、輕便化.另外開關(guān)電源的發(fā)展與應(yīng)用在節(jié)約能源、節(jié)約資源及保護(hù)環(huán)境方面都具有重要的意義。謝辭本課題是在我的指導(dǎo)老師辛伊波老師的精心指導(dǎo)下完成的.在制作過程中，我的指導(dǎo)老師辛老師傾注了大量的心血，從選課題到構(gòu)架及寫作提綱，辛老師始終都給予了細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，并且在耐心指導(dǎo)設(shè)計之余，潘老師仍不忘拓展相關(guān)知識范圍，讓我們學(xué)習(xí)到相關(guān)知識。除了辛老師的指導(dǎo)外，我還得到了我們系其他老師的幫助指導(dǎo)。在他們的身上，我們可以感受到一個學(xué)者的嚴(yán)謹(jǐn)和務(wù)實，這些都讓我們獲益菲淺，并且將終生受益無窮.借此機(jī)會向老師表示最衷心的感謝！本次設(shè)計從最初我對本次設(shè)計的不了解到能夠整體把握再到比較順利的完成本次設(shè)計，這一步一步的走來，通過本次設(shè)計,我從了解了UC3842的功用,對于小功率電源的設(shè)計有了初步的認(rèn)識。此外還要感謝我們小組的其他幾位成員，在設(shè)計的整個過程中，我們相互討論，也解決了一定的問題，從你們身上我看到了“認(rèn)真”二字，在無形中也促使我更加用心的完成本次設(shè)計。在設(shè)計的過程中，也得到了許多同學(xué)寶貴的建議，在此一并致以誠摯的謝意。最后，衷心的老師和同學(xué)，謝謝你們在學(xué)習(xí)上、生活中給予我的關(guān)心與支持。參考文獻(xiàn)［1］辛伊波，陳文清。開關(guān)電源基礎(chǔ)與應(yīng)用.西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2009.[2］王兆安，劉進(jìn)軍。電力電子技術(shù)(第5版）。北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2009。［3］路秋生。開關(guān)電源技術(shù)與典型應(yīng)用.北京：電子工業(yè)出版社,2009。[4］趙同賀。新型開關(guān)電源典型電路設(shè)計與應(yīng)用.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2009.[5］楊素行。模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)簡明教程（第三版）.北京：高等教育出版社,2005.［6］王宏文。自動化專業(yè)英語教程(第2版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007。[7］薛永義。王淑英，何希才.新型電源電路應(yīng)用實例。北京:電子工業(yè)出版社,2000.［8]劉勝利?，F(xiàn)代高頻電源實用技術(shù)。北京:電子工業(yè)出版社，2003.［9］文立.增加電源密度的低成本電源模塊.北京:中國電源學(xué)會通訊，2006。[10］景占榮。通信基礎(chǔ)電源.西安：西安電子科技大學(xué)出版社,2003。[11]林中。電力電子變換技術(shù)。重慶：重慶大學(xué)出版社,2007。[12]楊新洲。新穎開關(guān)變換技術(shù).北京：國防科技大學(xué)出版社，2001.［13]張占松，蔡薛三.開關(guān)電源的原理與設(shè)計.北京：電子工業(yè)出版社,2001。[14]周志敏。開關(guān)電源實用技術(shù)。北京：人民郵電出版社，2005.［15］景占榮，通信基礎(chǔ)電源。西安。西安電子科技大學(xué)出版社，2005。[16]沙占友，新型特種集成電源及應(yīng)用。北京.人民郵電出版社，2003.外文資料譯文IntroductiontoModernControlTheoryWhendifferentialequationsareencountered，theyarelinearizedandsubjectedtowhateverconstraintsarenecessarytoestablishusefulinput—outputrelationships.Arecognitionoftheapplicabilityofwell—knownmethodsinotherfieldsofknowledge。Optimalcontroltheoryoftendictatesthatnonlineartimevaryingcontrollawbeused,evenifthebasicsystemislinearandtime-invariant.Whennonlinearitiesandtimevariationarepresent,theverybasisforclassicaltechniquesisremoved。Somesuccessfultechniquessuchasphase-plane，describingfunction,andadhocmethods,havebeendevelopedtoalleviatethisshortcoming.文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)文檔為個人收集整理,來源于網(wǎng)絡(luò)Withanadvancingtechnologicalsociety，thereisatrendtowardsmoreambitiousgoals.Thisalsomeansdealingwithcomplexsystemwithalargernumberofinterestingcomponents.Theneedforgreateraccuracyandefficiencyhaschangedtheemphasisoncontrolsystemperformance。Theclassicalspecificationsintermsofpercentovershoot,settlingtime,bandwidth,etc.，haveinmanycasesgivenwaytooptimalcriteriasuchasminimumenergy，minimumcost，andminimumtimeoperation。Optimizationofthesecriteriamakesitevenmoredifficulttoavoiddealingwithunpleasantnonlinearities。Optimalcontroltheoryoftendictatesthatnonlineartimevaryingcontrollawbeused,evenifthebasicsystemislinearandtime-invariant本文為互聯(lián)網(wǎng)收集，請勿用作商業(yè)用途個人收集整理，勿做商業(yè)用途Theconceptofstateoccupiesacentralpositioninmoderncontroltheory.However，itappearinmanyothertechnicalandnon-technicalcontextaswell.Inthermodynamicstheequationsofstateareprominentlyused。Binarysequentialnetworksarenormallyanalyzedintermoftheirstate.Ineverydaylife,monthlyfinancialstatementsarecommonplace.ThePresident’stateoftheUnionmeesageisanotherfamiliarexample。Inalloftheseexamplestheconceptofstateisessentiallythesame。Itisacompletesummaryofthestatusofthesystemataparticularpointintime.Knowledgeofthestateatsomeinitialtimet0plusknowledgeofthesysteminputsaftert0，allowsthedeterminationofthestateatalatertimet1。Asfarasthestateatt1isconcerned，itmakesnodifferencehowtheinitialstatewasattained。Thusthestateatt0constitutesacompletehistoryofthesystembehaviorpriortot0,insofarasthathistoryaffectsfuturebehavior.Knowledgeofthepresentstateallowsasharpseparationbetweenthepastandthefuture。文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)個人收集整理，勿做商業(yè)用途Atanyfixedtimethestateofasystemcanbedescribedbythevaluesofasetofvariablesxicalledstatevariables.Oneofthestatevariablesofathermodynamicsystemistemperatureanditsvaluecanarrangeoverthecontinuumofrealnumber。Inabinarynetworkstatevariablecantakeononlytwodiscretevalues,0or1.Notethatthestateofyourchekingaccountattheendofthemonthcanberepresentedbysinglenumber,thebalance.ThestateoftheUnioncanberepresentedbysuchthingsasgrossnationalproduct,percentunemployment，thebalanceoftradedeficit,ect.Forthesystemsconsideredinthisarticlethestatevariablesmaytakeonanyscalarvalue，realorcomplex。Thatis。Althoughsomesystemsrequireaninfinitenumberofstatevariables,onlysystemwhichcanbedescribedbyafinitenumbernofstatevariableswillbeconsideredhere.ThenthestatecanberepresentedbyanncomponentstatevectorItbelongstoann—dimensionalvectorspacedefinedoverthefieldC。文檔為個人收集整理,來源于網(wǎng)絡(luò)文檔為個人收集整理，來源于網(wǎng)絡(luò)ForContinuous-timesystem,thestateisdefinedforalltimeinsomeinterval，forexample，acontinuallyvaryingtemperatureorvoltage.Discrete-timesystemhavetheirstatedefinedonlyatdiscretetimes,aswiththemonthlyfinancialstatemen