毕业论文设计 开关电源

毕业设计（论文）专用纸

4.5 输出滤波电容器的选择

对于中小输入功率开关电源的工作频率除少数因价格原因的限制而仍采用20—40kHz，大多数均在50kHz以上，DC/DC电源模块大多在300kHz以上，大功率开关电源的开关频率受主开关的开关速度限制而一般在20—40kHz,尽管开关频率有所不同，但是开关电源的输出整流器滤波电容器的作用基本相同，主要是利用滤波电容器吸收开关频率及高次谐波频率的电流分量，从而滤除其纹波电压的分量。

普通电解电容器作为工频整流滤波是可以完全胜任的，但是随着开关电源的开关频率的不断提高，普通电解电容器的ESR和寄生电感将不能很好的适应高频整流滤波的要求。

可见反激开关电源的输出滤波电容器承受的纹波电流最大，因此，在设计时应该充分考虑到这一问题，通常的解决办法是增加输出滤波电容器的电容并联个数，如果受体积的限制，则应该尽量选择较低的ESR的滤波电容器。所以，从尽可能 洒泪输出滤波电容器的纹波电流角度出发选择合适的滤波电容器。

5 开关电源控制电路设计

5.1 芯片简介

5.1.1芯片原理

UC3842 芯片是开关电源用电流控制方式的脉宽调制集成电路。与电压控制方式相比在负载响应和线性调整度等方面有很多优越之处。 该电路主要特点有：

———————————————————————————————————————

第 XXV 页

毕业设计（论文）专用纸

内含欠电压锁定电路；

低起动电流（典型值为0.12mA）； 稳定的内部基准电压源 ； 大电流推挽输出（驱动电流达1A） 工作频率可到500kHz ； 自动负反馈补偿电路； 较强的负载响应特性。

5.1.2 UC3842 内部工作原理简介

图5.1 示出了UC3842 内部框图和引脚图，UC3842 采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8 个引脚，各脚功能如下：

①脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率特性；

②脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V 基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；

③脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；

④脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定， ⑤脚为公共地端；提供芯片工作参考地端；

———————————————————————————————————————

第 XXVI 页

毕业设计（论文）专用纸

图5.1 UC3842 内部原理框图

⑥脚为推挽输出端，上升、下降时间仅为50ns 驱动能力为±1A ，通过一个电阻与外部功率管相连；

⑦脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW，一路与电源输出端相连，一路与辅助电源相连；

⑧脚为5V 基准电压输出端，有50mA 的负载能力，该电压源具有极好的温度稳定性。

芯片供电分为两个阶段：启动阶段、正常工作阶段。启动时，输入电压必须达到16V，电压小于16V时，芯片工作电流小于1mA

5.2 工作描述

UC3842A具有高性能、固定频率、电流模式控制器，为设计者提供使用最少外部组件的高性能价格比的解决方案。代表性的内部结构图如图5.2所示

UC3842A，是专门设汁用于出线和直流—直流变换器应用的高性能、固定频率、电流模式控制器，为设计者提供使用最少外部组件的高性能价格比的解决方案。代表性的内部结构图如图5.2所示：

———————————————————————————————————————

第 XXVII 页

毕业设计（论文）专用纸

图5.2 UC3842内部结构图

振荡器：振荡器频率由定时组件RT和CT选择值决定。电容CT由5．0V的参考电压通过电阻RT充电，充至约2．8V,再由一个内部的电流宿放电至1．2V。在CT放电期间，振荡器产生一个内部消隐脉冲保持“或非”门的中间输入为高电子，这导致输出为低状态，从而产生丁一个数量可控的输出静区时间。图4.l显示R，与振荡器频率关系曲线，图5.3显示输出静区时间与频率关系曲线．它们都是在给定的CT值时得到的。注意尽管许多的Rt和Ct值都可以产生相同的振荡器频率，但只有一种组合可以得到在给定频率下的特定输出静区时间。振荡器门限是温度补偿的，放电电流在T=2 5℃叫被微调并确保在±1 0％之内，这些内部电路的优点使振荡器频率及晨大输出占空比的变化最小。正很多噪声敏感应用中，可能希望将变换器频率锁定至外部系统时钟上。这可通过将时钟信号加到图2 0所示的电路来完成。为了可靠的锁定，振荡器自振应频率设为比叫钟频率低10％左右。图5.3所示为多单元同步的一种方法。通过修整时钟波形，可以实现准确输出占空比箝位。

———————————————————————————————————————

第 XXVIII 页