UC3843組成小功率開關(guān)電源課件

二部分:開關(guān)電源二部分:開關(guān)電源1開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)

[1].功耗小，效率高，可達(dá)到80%,而線性電源只有30～40%。[2].體積小，重量輕,體積和重量只有線性電源的20～30%。[3].穩(wěn)壓范圍寬。[4].濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。只有線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500—1/1000。[5].電路形式靈活多樣，有自激式和他激式，有調(diào)寬型和調(diào)頻型。開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)

[1].功耗小，效率高，可達(dá)到80%,而2開關(guān)電源有兩種基本形式一種是脈沖寬度調(diào)制（PWM）其特點(diǎn)是固定開關(guān)的頻率。通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空比(D)；另一種是脈沖頻率調(diào)制（PFM），其特征是固定脈沖寬度，利用改變開關(guān)頻率的方法來調(diào)節(jié)占空比二者的電路不同，但作用效果相同，均可達(dá)到穩(wěn)壓之目的，都屬于時(shí)間比率控制方式（TRC），開關(guān)電源有兩種基本形式3

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)

存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中，功率調(diào)整晶體管V工作在開關(guān)狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽，就會嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)

存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源4開關(guān)電源基本工作原理:通過高頻開關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換為設(shè)備所需要的較低的直流電壓(DC)。

開關(guān)電源5開關(guān)電源的工作流程當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先經(jīng)過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號，然后經(jīng)過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關(guān)電路把直流電轉(zhuǎn)為高頻脈動直流電，再送高頻開關(guān)變壓器降壓。然后濾除高頻交流部分，這樣最后輸出供設(shè)備使用相對純凈的低壓直流電。

開關(guān)電源的工作流程當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先經(jīng)過扼流線6開關(guān)電路的原理開關(guān)電路的原理是由開關(guān)管和PWM（PulseWidthModulation）控制芯片構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生高頻脈沖。將高壓整流濾波電路產(chǎn)生的高壓直流電變成高頻脈沖直流電，送到主變壓器降壓，變成低頻脈沖直流電。

開關(guān)電路的原理開關(guān)電路的原理是由開關(guān)管和PWM（Pulse7開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖8開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類

開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類9開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類

(一)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(一)10開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(二)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(二)11開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(三)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(三)12EMI電路的主要作用EMI電路的作用是濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種干擾信號，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)。EMI是CCC認(rèn)證一個重要內(nèi)容。

開關(guān)電源內(nèi)脈沖信號產(chǎn)生的諧波電平:

電源線的傳導(dǎo)干擾（頻率范圍為0.15～30MHz)電場輻射干擾（頻率范圍為30～1000MHz）EMI電路的主要作用EMI電路的作用是濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種135W開關(guān)電源電路5W開關(guān)電源電路144W開關(guān)型5V電源電路4W開關(guān)型5V電源電路15TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理:TOP開關(guān)集各種控制功能、保護(hù)功能及耐壓700V的功率開關(guān)MOSFET于一體，采用TO220或8腳DIP封裝。少數(shù)采用8腳封裝的TOP開關(guān)，除D、C兩引腳外，其余6腳實(shí)際連在一起，作為S端，故仍系三端器件。三個引出端分別是漏極端D、源極端S和控制端C。其中，D是內(nèi)裝MOSFET的漏極，也是內(nèi)部電流的檢測點(diǎn)，起動操作時(shí)，漏極端由一個內(nèi)部電流源提供內(nèi)部偏置電流。控制端C控制輸出占空比，是誤差放大器和反饋電流的輸入端。在正常操作時(shí)，內(nèi)部的旁路調(diào)整端提供內(nèi)部偏置電流，且能在輸入異常時(shí)，自動鎖定保護(hù)。源極端S是MOSFET的源極，同時(shí)是TOP開關(guān)及開關(guān)電源初級電路的公共接地點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)。TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理:TOP開關(guān)集各種控制功能、保護(hù)功16TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)電路:TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)電路:17一款手機(jī)充電器一款手機(jī)充電器電路一款手機(jī)充電器一款手機(jī)充電器電路18UC3843組成小功率開關(guān)電源

UC3843是近年來問世的新型脈寬調(diào)制集成電路，它具有功能全，工作頻率高，引腳少外圍元件簡單等特點(diǎn)，它的電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%V，非常接近線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整率。工作頻率可達(dá)500kHz，啟動電流僅需1mA，所以它的啟動電路非常簡單。UC3843組成小功率開關(guān)電源UC3843是近年來問世的19UC3842-UC3845的外形圖

UC3843有4種封裝形式，一種是14pin雙列直插和SOP-14，另一種是8pin雙列直插和SOP-8。我們以最簡的8pin封裝簡述其工作原理。UC3842-UC3845的外形圖

UC3843有4種封裝20內(nèi)部框圖

pin(1)是補(bǔ)償端，外接電阻電容元件以補(bǔ)償誤差放大器的頻率特性。第(2)腳是反饋端，將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出誤差控制電壓。第(3)腳接過流檢測電阻,組成過流保護(hù)電路。RT/RC為鋸齒波振蕩器的定時(shí)電阻和電容的公共端，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為VREF=5V。輸入電壓Vi≤30V，輸出端電壓Vo取決于高頻變壓器的變壓比內(nèi)部框圖

pin(1)是補(bǔ)償端，外接電阻電容元件以補(bǔ)償誤差放21uc3844應(yīng)用電路uc3844應(yīng)用電路22UC3843穩(wěn)壓原理UC3843是這個開關(guān)的電源的核心元件，它產(chǎn)生脈寬可調(diào)而頻率固定的脈沖輸出，推動開關(guān)功率管的導(dǎo)通和截止，通過高頻變壓器換能將電壓輸出到次級繞組上，再經(jīng)整流和濾波向負(fù)載提供直流電源，電源兼反饋繞組取得的控制電壓同時(shí)輸入U(xiǎn)C3843的誤差放大器，與基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生控制電壓，控制輸出脈寬的占空比，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的。

UC3843穩(wěn)壓原理UC3843是這個開關(guān)的電源的核心元件23UC3844電路:UC3844電路:24TOP232-234(TOPSwitch-FX)

系列開關(guān)電源電路（一）

外圍元件少，節(jié)約成本。

集成了軟啟動功能，使啟動過壓、過沖減至最小。

外部可精確設(shè)定限流。

占空比更寬，功率更大，輸入電容更小。

線欠壓（UV）保護(hù)，消除關(guān)斷故障。

線過壓（OV）保護(hù)，消除浪涌現(xiàn)象。

通過同一電阻設(shè)定OV/UV門限，降低DCmax。采用頻率抖動降低EMI及EMI濾波費(fèi)用。

無需虛擬負(fù)載即可調(diào)節(jié)至零負(fù)載。

頻率130kHz，變壓器及整機(jī)電源尺寸更小。

為視頻應(yīng)用提供頻率減半選項(xiàng)。

滯后熱關(guān)斷使器件可自動恢復(fù)工作。熱滯后值較大，防止電路板過熱。

省略部分引腳的標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)封裝加強(qiáng)了高壓引腳的漏電距離。

可運(yùn)用遠(yuǎn)程開關(guān)功能啟動或關(guān)斷。

可與較低頻率同步。

TOP232-234(TOPSwitch-FX)

系列開關(guān)25內(nèi)部框圖內(nèi)部框圖26引腳功能說明

漏極引腳(D)：高壓MOSFET漏極引腳輸出，通過內(nèi)部的開關(guān)式高壓電流源提供啟動偏置電流。該引腳還是內(nèi)部電流檢測點(diǎn)。

多功能引腳(M)：過壓（OV），欠壓（UV），降低DCmax的前饋、流限外部設(shè)定、遠(yuǎn)程通/斷和同步的輸入引腳。連接源極引腳則取消此腳所有功能，使TOPSwitch-FX以簡單的三端模式工作（類似于TOPSwitch-II）。

頻率引腳(F)（僅限Y型封裝）：選擇開關(guān)頻率的輸入引腳，如果連接源極引腳為130kHz，連接控制引腳為65kHz。P和G封裝只能以130kHz頻率工作。

控制引腳(C)：用于占空比控制的誤差放大器和反饋電流的輸入腳，與內(nèi)部并聯(lián)穩(wěn)壓器相連接，提供正常工作時(shí)的內(nèi)部偏置電流。亦用作電源旁路和自動重啟動/補(bǔ)償電容的連接點(diǎn)。

源極引腳(S)：與高壓功率回路連接的MOSFET源極引腳的輸出，初級控制電路的公共點(diǎn)和參考點(diǎn)。

引腳功能說明

漏極引腳(D)：高壓MOS27實(shí)物圖實(shí)物圖28開關(guān)集成電路TL494

內(nèi)部原理圖開關(guān)集成電路TL494

內(nèi)部原理圖29

二部分:開關(guān)電源二部分:開關(guān)電源30開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)

[1].功耗小，效率高，可達(dá)到80%,而線性電源只有30～40%。[2].體積小，重量輕,體積和重量只有線性電源的20～30%。[3].穩(wěn)壓范圍寬。[4].濾波的效率大為提高，使濾波電容的容量和體積大為減少。只有線性穩(wěn)壓電源中濾波電容的1/500—1/1000。[5].電路形式靈活多樣，有自激式和他激式，有調(diào)寬型和調(diào)頻型。開關(guān)穩(wěn)壓電源的優(yōu)點(diǎn)

[1].功耗小，效率高，可達(dá)到80%,而31開關(guān)電源有兩種基本形式一種是脈沖寬度調(diào)制（PWM）其特點(diǎn)是固定開關(guān)的頻率。通過改變脈沖寬度來調(diào)節(jié)占空比(D)；另一種是脈沖頻率調(diào)制（PFM），其特征是固定脈沖寬度，利用改變開關(guān)頻率的方法來調(diào)節(jié)占空比二者的電路不同，但作用效果相同，均可達(dá)到穩(wěn)壓之目的，都屬于時(shí)間比率控制方式（TRC），開關(guān)電源有兩種基本形式32

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)

存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源中，功率調(diào)整晶體管V工作在開關(guān)狀態(tài)，它產(chǎn)生的交流電壓和電流通過電路中的其他元器件產(chǎn)生尖峰干擾和諧振干擾，這些干擾如果不采取一定的措施進(jìn)行抑制、消除和屏蔽，就會嚴(yán)重地影響整機(jī)的正常工作。此外由于開關(guān)穩(wěn)壓電源振蕩器沒有工頻變壓器的隔離，這些干擾就會串入工頻電網(wǎng)，使附近的其他電子儀器、設(shè)備和家用電器受到嚴(yán)重的干擾。

開關(guān)穩(wěn)壓電源的缺點(diǎn)

存在較為嚴(yán)重的開關(guān)干擾。開關(guān)穩(wěn)壓電源33開關(guān)電源基本工作原理:通過高頻開關(guān)技術(shù)將輸入的較高的交流電壓(AC)轉(zhuǎn)換為設(shè)備所需要的較低的直流電壓(DC)。

開關(guān)電源34開關(guān)電源的工作流程當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先經(jīng)過扼流線圈和電容濾波去除高頻雜波和干擾信號，然后經(jīng)過整流和濾波得到高壓直流電。接著通過開關(guān)電路把直流電轉(zhuǎn)為高頻脈動直流電，再送高頻開關(guān)變壓器降壓。然后濾除高頻交流部分，這樣最后輸出供設(shè)備使用相對純凈的低壓直流電。

開關(guān)電源的工作流程當(dāng)市電進(jìn)入電源后，先經(jīng)過扼流線35開關(guān)電路的原理開關(guān)電路的原理是由開關(guān)管和PWM（PulseWidthModulation）控制芯片構(gòu)成振蕩電路，產(chǎn)生高頻脈沖。將高壓整流濾波電路產(chǎn)生的高壓直流電變成高頻脈沖直流電，送到主變壓器降壓，變成低頻脈沖直流電。

開關(guān)電路的原理開關(guān)電路的原理是由開關(guān)管和PWM（Pulse36開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理圖及等效原理框圖37開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類

開關(guān)穩(wěn)壓電源的分類38開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類

(一)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(一)39開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(二)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(二)40開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(三)開關(guān)穩(wěn)壓電源的種類(三)41EMI電路的主要作用EMI電路的作用是濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種干擾信號，防止電源開關(guān)電路形成的高頻擾竄電網(wǎng)。EMI是CCC認(rèn)證一個重要內(nèi)容。

開關(guān)電源內(nèi)脈沖信號產(chǎn)生的諧波電平:

電源線的傳導(dǎo)干擾（頻率范圍為0.15～30MHz)電場輻射干擾（頻率范圍為30～1000MHz）EMI電路的主要作用EMI電路的作用是濾除由電網(wǎng)進(jìn)來的各種425W開關(guān)電源電路5W開關(guān)電源電路434W開關(guān)型5V電源電路4W開關(guān)型5V電源電路44TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理:TOP開關(guān)集各種控制功能、保護(hù)功能及耐壓700V的功率開關(guān)MOSFET于一體，采用TO220或8腳DIP封裝。少數(shù)采用8腳封裝的TOP開關(guān)，除D、C兩引腳外，其余6腳實(shí)際連在一起，作為S端，故仍系三端器件。三個引出端分別是漏極端D、源極端S和控制端C。其中，D是內(nèi)裝MOSFET的漏極，也是內(nèi)部電流的檢測點(diǎn)，起動操作時(shí)，漏極端由一個內(nèi)部電流源提供內(nèi)部偏置電流?？刂贫薈控制輸出占空比，是誤差放大器和反饋電流的輸入端。在正常操作時(shí)，內(nèi)部的旁路調(diào)整端提供內(nèi)部偏置電流，且能在輸入異常時(shí)，自動鎖定保護(hù)。源極端S是MOSFET的源極，同時(shí)是TOP開關(guān)及開關(guān)電源初級電路的公共接地點(diǎn)及基準(zhǔn)點(diǎn)。TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)及工作原理:TOP開關(guān)集各種控制功能、保護(hù)功45TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)電路:TOP開關(guān)結(jié)構(gòu)電路:46一款手機(jī)充電器一款手機(jī)充電器電路一款手機(jī)充電器一款手機(jī)充電器電路47UC3843組成小功率開關(guān)電源

UC3843是近年來問世的新型脈寬調(diào)制集成電路，它具有功能全，工作頻率高，引腳少外圍元件簡單等特點(diǎn)，它的電壓調(diào)整率可達(dá)0.01%V，非常接近線性穩(wěn)壓電源的調(diào)整率。工作頻率可達(dá)500kHz，啟動電流僅需1mA，所以它的啟動電路非常簡單。UC3843組成小功率開關(guān)電源UC3843是近年來問世的48UC3842-UC3845的外形圖

UC3843有4種封裝形式，一種是14pin雙列直插和SOP-14，另一種是8pin雙列直插和SOP-8。我們以最簡的8pin封裝簡述其工作原理。UC3842-UC3845的外形圖

UC3843有4種封裝49內(nèi)部框圖

pin(1)是補(bǔ)償端，外接電阻電容元件以補(bǔ)償誤差放大器的頻率特性。第(2)腳是反饋端，將取樣電壓加至誤差放大器的反相輸入端，再與同相輸入端的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，輸出誤差控制電壓。第(3)腳接過流檢測電阻,組成過流保護(hù)電路。RT/RC為鋸齒波振蕩器的定時(shí)電阻和電容的公共端，內(nèi)部基準(zhǔn)電壓為VREF=5V。輸入電壓Vi≤30V，輸出端電壓Vo取決于高頻變壓器的變壓比內(nèi)部框圖

pin(1)是補(bǔ)償端，外接電阻電容元件以補(bǔ)償誤差放50uc3844應(yīng)用電路uc3844應(yīng)用電路51UC3843穩(wěn)壓原理UC3843是這個開關(guān)的電源的核心元件，它產(chǎn)生脈寬可調(diào)而頻率固定的脈沖輸出，推動開關(guān)功率管的導(dǎo)通和截止，通過高頻變壓器換能將電壓輸出到次級繞組上，再經(jīng)整流和濾波向負(fù)載提供直流電源，電源兼反饋繞組取得的控制電壓同時(shí)輸入U(xiǎn)C3843的誤差放大器，與基準(zhǔn)電壓比較產(chǎn)生控制電壓，控制輸出脈寬的占空比，從而達(dá)到穩(wěn)壓目的。

UC3843穩(wěn)壓原理UC3843是這個開關(guān)的電源的核心元件52UC3844電路:UC3844電路:53TOP232-234(TOPSwitch-FX)

系列開關(guān)電源電路（一）

外圍元件少，節(jié)約成本。

集成了軟啟動功能，使啟動過壓、過沖減至最小。

外部可精確設(shè)定限流。

占空比更寬，功率更大，輸入電容更小。

線欠壓（UV）保護(hù)，消除關(guān)斷故障。

線過壓（OV）保護(hù)，消除浪涌現(xiàn)象。

通過同一電阻設(shè)定OV/UV門限，降低DCmax。采用頻率抖動降低EMI及EMI濾波費(fèi)用。

無需虛擬負(fù)載即可調(diào)節(jié)至零負(fù)