UC3843應用電路

1、UC3843應用電路 15W三路輸出DC/DC模塊電源設計（1） 2009-12-18 10:41:06 作者： 來源：互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽次數(shù)：1168 文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘　?簡介：UC3843應用電路15W三路輸出 DC/DC模塊電源設計本文介紹了一種 UC3843控制的小功 率多路 DC/DC模塊電源的詳細設計過程，重點討論了多路輸出模塊電源設計與 . 關鍵字：UC3843 E固UC3843 應用電路 15W 三路輸出DC/DC模塊電源設計 本文介紹了一種 UC3843控制的小功率多路 DC/DC模塊電源的詳細設計過程，重點討論 了多路輸出模塊電源設計與單路輸出的不同， 詳細介紹了 DC

2、/DC模塊電源中常用的新型芯 片UC3843的外圍電路參數(shù)的設計，給出了多路輸出模塊電源中變壓器和耦合電感的設計 過程及滿足各項性能指標應注意的各種問題。 關鍵詞：DC/DC 變換器；多路輸出； UC3843; 耦合電感 引言 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、消防設備和醫(yī)療器械教學設備等諸多領域， 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、 多副邊變壓器設計、 各路的穩(wěn)壓電 路實現(xiàn)，又要考慮每路輕載及滿載

3、的負載調(diào)整率， 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三路模塊電源的設計實例來詳細說明多路輸出模塊電 圖1多路輸出開關電源原理圖 模塊電源的工作原理 本文針對單片機主板供電電源所設計的多路輸出開關電源如圖 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UC3 843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

4、和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)生所需的各路輸出直流電壓。 +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檢測到開關管的 過流信號，送入 3843的3腳，封鎖UC38

5、43的輸出信號，實現(xiàn)過流保護。 占 WWW A icJoi g ucawiB 源的設 LR14D 取暨江 2SC3648 sscm I 倔 g：T F.27DA FFY15XRM2 2KD 口 m 6S2CrXC I02CMHA KdjOM RIO1A 叫A PIOA TL41L cast PS27O1 ,R3Q7 F1L03A L ciM C20； I06CF3C R-4D2 K24?tA I05CMXB 設計方案選擇 DC/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，設計時全部采用貼片元件。本模塊的主 控芯

6、片采用 UC3843 。 對于多路輸出，如果每路輸出電壓精度要求高， 則每路都應設計自己獨立的閉環(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

7、一個磁芯上。 這是由于只有5V主路受控， 使得5V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 外圍電路設計 開關頻率選擇 本電源設置開關頻率為 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

8、容的公共端，對于 UC3843 , kHz。 啟動電路設計 直流電壓經(jīng)電阻、12V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 UC3 843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即關閉的特性給電源 加上遙控端。

9、反饋誤差放大器設計 R302和R303構(gòu)成積分型調(diào)節(jié)器，兩者的比例關系影響系統(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 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。 考慮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