单管正激式开关稳压电源的设计.docx

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1、时间：二O二一年七月二十九日本科学生结业论文之邯郸勺丸创作时间：二O二一年七月二十九日单管正激式开关稳压电源的设计系部名称：电气与信息工程学院专业班级：电气11-1班学生姓名：吴位信指导教师：葛洪军职 称：副教授黑龙江工程学院二。一五年六月TheGraduationThesisforBachelorsDegreeDesign of the single pipe is shock type switch regulated power supply Candidate： WuWieixinSpecialty： ConstructionMachineryClass： 11-1Supervisor

2、： AssociateProf.Ge HongjunHeilongjiangInstituteofTechnology2015-06 Harbin时间：二O二一年七月二十九日摘要开关稳压电源有多种类型，其中正激式开关电源因其电路简单可靠，抗过载能力强，所需要的 元器件较少，容易集成,不容易饱和且能够提供多路隔离输出等优点而被广泛应用于中、小功 率电源领域.为了包管电路的稳定可靠，本次设计采取的是隔离型电路,其中以单端正激型变 换器作为主电路，其主要由高频变压器与开关管组成,主要功效是处理电能.本文阐发了 PWM 脉宽调制芯片UC3844组成开关电源的整体结构电路，并以UC3844作为主芯片控制

3、功率 MOS管P60NF06的导通与截止，而UC3844的启动电压由三端稳压器LM7818输出提供，采 样反应电路以TL431和光电耦合器PC817为核心，而输入滤波电路和输出整流滤波电路主要 由电容组成,且对输入搅扰和输出纹波电压有了很好的消除作用，使系统加倍的稳定可靠，从 而完成了单管正激式开关电源的设计.关头词：开关电源,正激型变换器,PMW,UC3844时间：二O二一年七月二十九日ABSTRACTWith the rapid development of power electronic technology, the application of switching power su

4、pply is also more and more widely. There are different types of switching power supply, which is the IP switch power supply because of its circuit is simple, reliable, strong overload capacity, the required components less, ease of integration, not easily saturated and can offer the advantages of mu

5、ltiple output isolation and widely applied in the medium and small power sources. This design is given priority to with single correct type excitation converter circuit, mainly consists of high frequency transformer and switch tube, its main function is to deal with electricity. This paper analyzes

6、the PWM pulse width modulation chip UC3844 constitute integral circuit structure and working principle of switch power supply, and by UC3844 as the main control chip control switch tube P60NF06 conduction and deadline, sampling feedback circuit TL431 and photoelectric coupler PC817 as the core, and

7、the input filter circuit and output rectifier filter circuit is mainly composed of capacitor, and the input and output ripple voltage has the very good elimination effect, make the system more stable and reliable, thus complete the single pipe is shock type switching power supply design.Keywords: Sw

8、itching power supply ； Normal shock type converter ； PWM ； UC3844时间：二O二一年七月二十九日目录摘要IAbstract H第一章引言11.1开关电源的国内外成长概略11.2课题研究的目的和意义11.3课题研究的主要内容2第二章正激式开关电源总体计划的设计12.1开关电源变换电路的选择22.2控制电路的选择22.2.1单片机控制电路22.2.2芯片控制电路22.3正激式开关电源的电路结构图22.4本章小结3第三章单管正激式开关电源的设计33.1正激式开关电源的任务原理33.2变压器的设计43.2.1铁芯资料的选择43.2.2变压器

9、AP公式推导43.2.3变压器的原副边匝数83.2.4原副边线径93.2.5变压器的环绕纠缠93.3电感的设计93.3.1导磁资料103.3.2电感感值83.3.3电感电流峰值93.3.4电感匝数93.3.5 线径 103.4部分元器件113.4.1 MOSFET 开关管 113.4.2输出电压采样电阻113.5输出滤波电路123.5.1输出滤波电容12时间：二O二一年七月二十九日3.5.2输出整流二极管123.5.3输出整流滤波电路的设计133.6帮助电源133.7控制电路133.7.1 PWM 控制芯片 UC3844133.7.2控制回路的设计163.8输入滤波电路173.9反应电路173

10、.9.1光电耦合器173.9.2可控精密稳压源TL431183.9.3采样反应电路的设计183.10单管正激式开关电源电路的设计183.11本章小结16第四章单管正激式开关电源电路调试与结论164.1电路板调试174.1.1通电前调试174.1.2通电调试174.2指标测试174.2.1输出电压电流的测试174.2.2纹波电压174.2.2负载效应测试184.2.3 效率 184.3测试结论184.4本章小结18结论18参考文献19致谢19附录20附录A系统电路图20附录B实物图21附 录 C 元 器 件 清 单 28时间：二O二一年七月二十九日第一章 用 早引言1-1开关电源的国内外成长概略

11、自开关电源出世以来，就意味着人们已经慢慢进入高新技术时代.相控稳压电压在上个世 纪中承担着一个电源支柱的角色.由于当代社会成长的需要，电力电子技术得到迅速成长，电 源技术也在不竭地进步.直到直流开关稳压电源的出现，其逐渐替换了之前的相控稳压电源. 从上个世纪九十年代到现在，陪伴着电力电子技术的成长,大电流、低电压的直流开关稳压电 源因为其技术含量比较高,且应用广泛,所以越来越受到人们的青睐.在世界的范围中,我国作 为一个成长中国家,各项电源技术的房展道路与发财国家存在不小的距离,究竟国内的电源技 术起步比较晚，从1977年才进入电源的初步成长期,所以技术相对来说比较落后.因此，我国需 要进行电

12、源技术的高新成长.在这个方面来说，电源技术在我国也得到许多偏重，所以越来越 多高性能开关电源的身影也逐渐出现在产业和生活中.21世纪初,国外成功研制出隔离式 PWM 型单片开关电源，之后又生产出 TOPSwitch、TOPSwitch-II、TOPSwitch-Fx、 TOPSwitch-GX、PeakSwitch、LinkSwitch等系列产品，这意味着开关电源已经进入一个新时 代.电源技术成长的基础是功率器件的成长,因为功率器件就是开关稳压电源的开关,它控制 着电源的导通与关断.由最初的GTR, 到 MOSFET，再到之后的IGBT,功率器件的成长也是很是 的迅速，并且功效也是越来越强，对

13、开关稳压电源的影响也是越来越大.所以功率器件的研究 生产对开关电源而言很是重要,世界列国也都正在对这一标的目的进行研究，提高其性能，这 样开关电源的生产就能更好的完善.此外，变压器和磁性元件也都是电源中很是重要的功效元 件,这也都是国内外目前正在研究的.进入二十一世纪以来，随着电力电子技术的迅速成长，其装置的市场需求也越来越大,电 源技术的应用也越来越广泛.由于很多大型产业的成长与完善，许多微电子生产技术得到了很 大的进步,包含电力设备、仪器仪表、家用电器等均得到了飞速成长，而这些小型电子设备都 离不开直开关稳压电源.所以开关电源体积和质量的生产对设备的要求及其重要.从开关电源 技术的成长过程

14、可以看到，开关电源的未来成长标的目的主要是利用最低成本生产出性能最 好的产品.12课题研究的目的和意义陪伴着当今社会的成长，人类已经进入产业时代，并且正在转入另一个时期,那就是高新技 术财产，所以在以后的社会生活当中人类都离不开电源，因为电源是向负载提供优质电能的供 电设备.生活中的很多东西其实都是息息相关的，因为电源技术的不竭成长，很多高新半导体、新控制技术及软开关技术都已逐渐用于开关电源，使开关电源的成长上升到另外一个阶段，逐步 完善其高效率、高频率、高功率因数等性能.现在的生活中，我们都应用了很多的小型电子设 备，比方电源适配器、仪器仪表等，而这些小型电子设备需要能够提供稳定的电源，才干

15、满足人 们的需求.而直流开关稳压电源中,正激型变换器中变压器的铜损较低，输出纹波电压较小，电 路稳定可靠,电路简单且易于实现.基于这个思想,本次设计了一个小功率单管正激式开关稳 压电源.通过此次对开关电源的深入研究，希望能够具备掌握电路设计的能力，提高对所学专业知 识的综合应用能力,包含资料检索、专业文献阅读、设计能力和实践能力.1.3课题研究的主要内容在本次设计中，主要采取UC3844芯片组成控制电路产生PWM信号控制开关管,从而制 作一个稳定可靠，价格低廉，高效率,电路简单且容易实现的单管正激式开关稳压电源.主要通 过对正激型变换电路和PWM控制电路的深入学习和研究,设计出整个系统的总体电

16、路，并完 成实物的制作.1、设计技术指标：(1) 输入直流电压：2028V(2) 输出直流电压：7.5V(3) 输出电流：2A(4) 额外效率：它80%(5) 频率：/=75KHz(6) 电压调整率：Su 2%(7) 负载调整率：Si 2%2、设计中需要解决的一些关头技术：(1) DC/DC变换器的选择；(1) 变压器的设计；(2) 电感的设计；(3) PWM控制电路的设计；(5) 驱动功率开关管；(6) 反应电路的设计.第二音第章正激式开关电源总体计划的设计本次设计的主要任务是制作出一个可靠稳定，价格低廉，高效率,电路简单且容易实现的单管 正激式开关电源.所以选择一个好的设计计划是很重要的，

17、下面对此设计的主电路与控制电路 的选择进行了阐发.2.1开关电源主电路的选择开关电源变换电路主要分为隔离和非隔离两种方法，为了提高开关电源的平安性,本次设 计中选择的是隔离方法.隔离型电路主要包含正激型电路、反激型电路、全桥型电路、半桥 型电路和推挽型电路.其中后面三个电路可以应用在大功率的领域，而只有正激型和反激型变 换电路经常使用在功率较小的领域中.因为本次设计是小功率的开关稳压电源，所以应该选择 正激型变换电路或者反激型变换电路.反激型和正激型电路之间有一定的区别,反激型变换器中的高频变压器相当于电感，其作 用是是储能，并且在设计时需要还考虑磁饱和的问题.而正激型变换器高频变压器的作用是

18、变 压和传递能量，并且在导通与关断转换过程中是不存储能量的，所以，我们需要消除少量的剩 余能量，不过，在设计时只要增加一个简单的磁复位电路就可以包管其在大动态重负载下不会 磁饱和，并且正激型变换器的输出纹波、启动电流和所需滤波电容都较小,电路任务也很稳定. 因为正激型电路的漏感比较小,所以峰值电流也较小.所以本次设计主电路选择单管正激型电 路.2.2控制电路的选择控制电路的设计主要是使开关电源在各类任务状况下都能够稳定的任务，并且达到要求的动 态性能.电源的很多指标也都与控制电路有关，比方开关电源的稳压稳流精度、纹波、输出特 性等.与电源的主电路不合，控制电路主要处理电信号，它控制开关电源主电

19、路开关管的开通 与截止，任务状态如果出现毛病,将会使整个电源停止任务甚至损坏.所以在设计中我们需要 选择一个既简单有可靠的控制电路.2.2.1单片机控制电路控制电路利用DSP或者单片机产生脉PWM信号，来控制开关的截止和导通，若使输出的 电源电压稳定在最初设定时的数据，那么可以按照A/D转换模块的转换后的反应电压,从而改 动占空比.不过这个计划不但涉及到硬件,还需要有软件的设计，所以实现起来比较庞杂.2.2.2芯片控制电路脉冲控制信号也可以通过采取电流模式控制器控制产生.在各类开关电源的设计中一般 都采取电流模式控制器或者电压模式控制器组成的控制电路，其最大的优点就是外围电路很 是简单，稳定性

20、很是好，并且价格廉价.综上所述，考虑到系统的稳定、成本及难易程度等因素，所以本次设计选择经常使用的 UC3844作为PWM控制电路的主芯片.2.3正激式开关电源的总体框图本次设计的单管正激式开关电源主要由主电路和帮助电路组成如图2.1所示，主电路由 磁复位电路、DC/DC变换电路、输入滤波电路和输出整流滤波电路等四部分组成帮助电路 主要由帮助电源电路、PWM控制电路和采样反应电路采样反应电路等六部分组成.其时间：二O二一年七月二十九日中,DC/D C变换电路采取正激型变换电路，控制电路以UC3844为核心来控制开关管的导通与截止,隔离反应电路主要由PC817和TL431组成.图2.1系统总体框

21、图2.4本章小结本章首先通过比较各类隔离型变换电路,确定本设计的主电路采取正激型变换电路，然后通过 比较确定了控制电路，本系统采取UC3844作为主控制芯片，这样整个系统的主要部分已经确 定，最后经过正激电路基本拓扑的阐发设计出整个系统的原理框图.第二章, *早单管正激式开关电源的设计3.1单管正激型电路的任务原理隔离型变换电路应该在输入和输出的回路之间加一个隔离器件，其主要作用就是电气隔离，一 般都是采取变压器作为电路的主隔离器件.另外，为了避免由剩磁通累加而导致的磁芯饱和， 所以在设计电路时需要采取磁复位技术.本次设计中采取简单的帮助磁通绕组复位技术，主要 办法就是在设计变压器的时候增加一

22、个附加线圈（励磁绕组）.如图3.1所示为单管正激型电 路原理图,其中去磁绕组N3和嵌位二极管D2组成磁复位电路.+ 匚T甲 t厂&*-*Q+ k + D1+图3.1单管正激型电路的原理图时间：二O二一年七月二十九日当正激型电路任务在电感电流连续状态的时候,开关管Q导通和关断的任务过程辨别如下：t0t1时段：t0时刻电路开关管Q导通时，变压器初级绕组N1两端的电压为上正下负，与其耦合的次级绕组N2两端的电压与N1 一样,也是上正下负.因此VD1处于导通状态,VD2为断 态，电感L的电流七逐渐增大，直到t1时刻Q关断；t1t2时段:t1时刻电路开关管Q关断后，电感L通过VD2续流,VD1关断，电感

23、L的电流iL逐渐下降.开关管Q关断后，变压器的励磁电流iQ经励磁绕组流回电源，所以Q关断后承受的电压为(3.1)U.I阐发其任务过程，可以得出正激型电路电流连续状态的波形图.如图3.2所示.VLLpK”AiAiL侦一图3.2正激型电路任务于电流连续状态的波形图3.2变压器的设计3.2.1铁芯资料的选择因为铁氧体资料价格廉价,工艺性能也好，所以本次设计选用的磁性资料是日本TDK公司 的PC4 0型号.3.2.2变压器AP公式推导在开关电源中，高频变压器的磁心尺寸的选择很重要，因为它与电源的输出功率、任务频 率以及电路结构等因素都有关系.（1）从电磁感应定律考虑4= AB （ A为截面积）（3.2

24、）团 N A dB N A AB（3.3）U = E = N = pe = peminp dtdtDTvU DN = in（3.4）p A AB f原边匝数不克不及太少,Np太少,ABm就会太大,则有可能饱和.同时匝数不克不及取太大，因为取太大了占空比就容易超出0.5.（2）从窗口角度考虑如为单匝线圈的截面积）（3.5）N = AKpKuJ（ K为原边的面积系数,K为填充系数）（3.6）p IpuprmsA = A A（3.7）由公式3.3和3.6可得（3.8）A = A A = inprms（3.9）p we A K K JNB f取占空比D = D = 0.5max又因为当电感足够大的时候

25、,楫Lv -VN in 0pLV=L足够小，所以近似为条直线，即& = 0,如图3.3所示.L图3.3Ml变更图所以ipm=ipm - 0.5prms=i /0.5(3.10)(D = 0.5) (3.11)(3.12)I = 酒 Ipavg=0.707I = K Iprmsprms tprms(K为方均根电流系数)(3.13)所以 0.5prms =pavgAB f K K JAB f K K K Jmp umput(3.14)又因为Ipav的平均值就是10Ap - 2AB f K，1 K K J mput(取 J = 450 X104 A -0-25p2)(35)P X104in)1.14

26、3 ( K = K K K )2AB fK450p u t(3.16)(3)确定所需Ap值P Pin15=18.75W门 0.8(3.17)on令 AB = 0.2T, K=0.114A = ( 11.1Pin )1.143 = (11.1X18.75)1.143 = 0.08cm4pAB fK0.2 x 75K x 0.114(3.18)(4)选磁芯型号在设计中选择的时候，既要包管磁芯不饱和,还要使铜线能够很好地绕制，所以本次设计的变压器选择的型号是PC40EE25 ( A = A A = 0.171cm4)，其Ap值远远大于实际制作的变压器的确定所需Ap值，所以满足条件.3.2.3变压器的

27、原副边匝数(1)原边匝数Np因为N iDU Nin令 D max =0.43, ABm =0.2所以 N = U m3 D max pABm - Ae - f20 x 0.43=14.230.2 x 40.3 x 10-6 x 75 x103(3.19)(2)计算匝数比N n = Np(3.20)由伏秒积平衡得、-U -匕 D T = Uf + Uo)(1- Dmax) Tmax(3.21)所以 n n = s N p/+= 0.998(3.22)in - min max(3)副边匝数N = nN = 0.988x14.23 = 14.06(3.22)本次设计副边匝数取15匝.(4)重新核算N

28、P1 = 15.18n 0.988(3.23)Np不克不及取太大,Np取太大，则D上升，有可能大于0.5,所以取Np = 15匝.(5)磁复位绕组Nm=N = 15 (匝)(3.24)3.2.4原副边线径J = 4.5 A -o.i25 A. mm2 = 5.6 A mm2 p(3.25)IsrmsJI V o maxJ1.311=0.234mm25.6(3.26)所以:旦=0.546mm1兀(3.27)15 = 1 N 15(3.28)时间：二O二一年七月二十九日所以 D = 0.546mm(3.29)p在本次设计中，原边与副边的线径取已有规格的0.47mm.又因为励磁电流很是小，所以 mD

29、 取0.21mm即可.3.2.5变压器的环绕纠缠在环绕纠缠正激式变压器时，从上往下看，变压器的骨架上有标识的位置是一脚,逆时针 排列依次为28脚.先缠原边1脚进，从下往上一匝一匝挨着向上绕一直到顶，外缠绝缘胶布, 再从上往下绕，直到匝数够了，再缠一层绝缘胶带，把引出线刮漆后缠在2脚上，再焊接上；同样 道理，再缠副边从7脚进8脚出，出线刮漆后并焊接上,再缠一层胶带，最后缠励磁绕组从3脚进 4脚出,出线刮漆后并焊接上，再缠一层胶带就可以了.最后把磁粉芯从上往下扣上，再缠紧胶 带,因为不紧的话，会使气隙增大,导致驱动芯片过热.3.3电感的设计电感(电感线圈)是开关电源中经常使用的元器件,主要是用绝缘

30、导线绕制而成.其主要 的作用是对交流信号进行隔离、滤波.3.3.1导磁资料本次设计导磁资料选择的是铁粉芯，其特点：颜色不合磁导率不合，铁粉芯的效率低，电流 纹波大，价格低廉且运用广泛.选择型号：本案选择铁粉芯的型号为T106-26,即铁粉芯里的26号铁粉芯.T106-26参数 如下： A产 93.0nH /N2； 内径：ID = 14.5mm ； 厚度：Ht = 11.1mm； 外径：OD = 26.9mm ； 长度：lc= 6.49mm； 截面积：Ac = 0.659cm 2 ； 体积：Ve = 4.28cm3 ； 饱和磁感应强度：Bs = 1.4T.3.3.2电感感值因为在这里电感L的作用

31、为滤波，所以我们将其电感设计大一点，任务在连续模式.I 10% I(3.30)oco（3.31）故D :min7.5 +128=0.3（3.37）L下限（max）U + U n ）（1 - D ）02 x of1x Io - f18.5 x 0.70.2 x 2 x 75=198rH（3.38）I = 1 （U0 +气）1）oc 2 L2 Lf因为在电感里D是变更的，所以当D = D min时有L下限max ；当D = D ma职有、限min .（U + U ）（1 -D . ）（3.32）下限（max）2 x 0.1 x Io - f由伏秒积平衡得N（3.34）（nU -Uo -UpDT =

32、 （Uo + Uf）（1 -D）T pN（3.35）u o+u f= nDU npd_Uq + U（3.36）=U F in3.3.3电感电流峰值当D = D min时，对应的&L最大，所以.（3.39）LPK - maxo 2 L max其中 1（3.40）I = - 10%I。即1（3.41）M= 0.2A2 L max所以1（3.42）LPK .max= 。+ 2 L max =冒3.3.4电感匝数,:一（3.43）N = ：L = L L 了 侃侃A其中；u = 75 A = 0.659cm2 i = 6.49cm所以N = 45.53（3.44）L本次设计取46匝.当然，在缠完后可以

33、用电感表测电感值，如有太大误差,可以增减电感线圈的 匝数.用电感表测电阻时，要先把探针短路读初值，然后测电感L,再减掉初值；丈量时把铜线线 头的漆刮掉，用2mH的档位丈量.3.3.5线径铜线粗细的选择：铜线选细的会太热,选粗的又浪费，且铜线通过电流时有要求.发烧与电 流密度J有关,散热条件好的可以选J大点的，散热条件欠好的可选J小点的.而发烧又与电感 电流的有效值有关.电感电流的有效值1 . rms=IL .avg=/o=2A 45）直流时,IL .rms=IL . avg，完全相等,iL的平均值为Io,算线径Io要取额外值.所以,iL取最大值 （2A）.截面积 A =么皿=篁 * 0.444

34、4mm2（牝）i J 4.5因为D （3.47）A, = n （ ）2所以.TA（3.48）D =、:一L = 0.752mmX n本设计取已有规格为0.8mm的铜线.平均匝长：OD - ID + 2Ht = 34.6mm（3.49）每匝长度：L = 34.6x1.2 = 4.152cm（3.50）总长度：Ltt= 4.152x46 牝 1.909cm（3.51）总、因为(3.52)所以本案中总长度选取2m.B=万所以6.49 x 10-2B *H.=75X4nx生%46X住=0.147TB = 1.4T mmAC.,inrc所以本次设计的磁感应强度合适设计要求.3.4部分元器件3.4.1MO

35、SFET 开关管功率开关管它是一种电压控制器件，因为其所需功率比较小，热稳定性高，开关速度很快, 所以被广泛应用于小功率的电源装置中.本次设计选用的功率MOSFET开关管是P60NF06,其开关速度很快,导通电阻很小，这样 既减少了开关损耗，也降低了自己寄生电阻的损耗.需要注意的是，在实际应用开关管的时候, 为了避免开关管温度过高影响开关性能甚至损坏，应该装置一个散热器.P60NF06参数如下：VDSS 60v ；Id 60 A ；RDS 伽）16 mQ ；如图3.4.1所示P60NF06的引脚1,2,3对应图3.4.2电气符号图中的G（栅极）,D（漏极）,S （源极）.图3.4.1P60NF

36、06的引脚图图3.4.2P60NF06电气符号图3.4.2输出电压采样电阻取R12=4.7 KQ.其实用1 KQ、2.2 KQ、10 KQ都可以，但是电阻取太大的话,分流小，会影 响分压，取太小的话，耗损又太大，所以这里我们选择R12=4.7 KQ.(3.54)因为TL431的基准电压为：T=2-所以R122.5(3.55)R11 + R127.5解得R11= 9.4KQ因为没有9.4 KQ的电阻，所以本次设计采取两个4.7 KQ的电阻串联代替.3.5输出滤波电路 3.5.1输出滤波电容(3.56)(3.57)假设纹波电压AU 0 C下限max所以C下限max_ U0(1-Dmin) _7.5

37、 x(1 0.3)(3.60)8AU o L - f 28 x 0.075 x 198 x 752=15.如 F因为实际上电容值要比下限值大得多,所以本案选择220H725V的电容.为了使输出电路的滤波效果更好，所以我们在设计滤波电路时应该再并联一个高频电容（0.01吁或0.1吁的陶瓷电容就可以），这里我选择的是104瓷片电容.3.5.2输出整流二极管（1）二极管两端最大阻断压降融max： miaxU _U + NS uKA- max0 n in maxNP=7.5 + 28 = 35.5V(3.61)（2）二极管电流最大值吗： d , maxT N .ID. max = NP ，ppk =

38、2.2 s(3.62)本次设计采取比较熟悉的肖特基二极管IN5822作为整流器件，它的正向电流为3A；反向耐压为40V；正向压降不大于0.55V.时间：二O二一年七月二十九日3.5.3输出整流滤波电路的设计本次设计采取的是由D4和D5组成的半波整流电路，在整流电路的输出端串联一个电感 L1、并联两个电容（C6和C7）组成滤波电路，如图3.10所示.其中，电感滤波主要是利用电感 的储能作用来减小输出电压脉冲的.图3.10输出整流滤波电路3.6帮助电源因为UC3844的启动电压为16V,所以本次设计采取比较经常使用的三端稳压器LM7818组成 稳压电源,这种稳压电源电路不但内部有过流和过热的呵护电

39、路外围元件很少,价格低，且具 有很好的实用性.当然，我们在实际应用三端稳压器的时候,为了避免稳压管温度过高影响稳 压性能甚至损坏，应该在三端集成稳压电路上装置散热器.由LM7818组成的三端稳压集成电 路如图3.5所示，其作用是向UC3844提供启动电压.1N4148GND10.22Q 22W470uF 63V47pF25V图3.5帮助电源电路图3.7控制电路3.7.1PWM 控制芯片 UC3844UC3844芯片体积很小，所需外围原件也很少，成本低廉，稳定性好，且具有欠压锁定和过压 呵护的作用，因此多用于组成各类开关电源的控制电路.如图3.6所示,UC3844芯片的内部结构时间：二O二一年七

40、月二十九日主要有误差缩小器、振荡器、内部基准源电压、电源欠压锁定单元、锁存脉冲调制器和PWM 比较器等.UC3844芯片总共只有八个引脚,引脚功效如图3.7所示.锁存脉宽调制器Vref8 (14)电压反馈输入2 （3）输出补偿（_1）Vc7(11)输出6(10)5 （8）电源地（5）电流检测输入图3.6芯片UC3844的内部框图补偿1Vref电压反饿2UC：招如7Vcc电流取样36输出KT/CT45图3.7UC3844芯片引脚图（仰望图）3.7.2控制回路的设计单管正激式开关电源的控制电路如图3.8所示.电路启动后,UC3844的8引脚输出一个基 准参考电压,4引脚则产生稳定振荡波形（振荡频率

41、f 1.75/R7C10 ）,6引脚为输出端产生 PWM信号控制MOS管P60NF06的导通与截止.3脚为电流检测输入，为了避免电流波形前沿 尖脉冲所导致电路的不稳定，所以需要在3脚与主电路之间接一个RC滤波电路（由R2和 C3组成）.3.8输入滤波电路由于本次设计的正激式变换器输入电压是直流，直流的动摇比较小，所以输入滤波电路主要由 电解电容器组成，如图3.9所示.本次设计输入滤波电路中选用的是470F/63V的电解电容器, 如图所示,其作用是滤波和储能，在变换器刚启动,输入电源还来不及供电的时候,它可以供电, 从而使输入动摇较小.3.9反应电路3.9.1光电耦合器光耦合器是由LED和光敏三

42、极管组成的，其作用是进行电气隔离,同时又进行信号的传 输.本次设计光电耦合器采取的是经常使用的线性光耦PC817,因为其传输距离远、效率初等 优点，所以常被应用在仪器仪表、电气设备等领域中.3.9.2可控精密稳压源TL431可控精密稳压源TL431不但性能好,并且价格低,所以被广泛应用在各类电源电路中，其基 本接线如图3.11所示，内部线路图如图3.12所示.CATHODEREFANODE图3.11TL431基本接线图图3.12内部线路图3.9.3采样反应电路的设计如图3.13所示,采样反应电路主要由TL431、PC817和电压采样电阻（R11与R12）组成.GND2图3.13采样反应电路3.

43、10单管正激式开关电源电路的设计本次设计的单管正激式开关电源电路主要由PWM控制电路、输出整流滤波电路、直流 变换电路、帮助电源模块、输入滤波电路和采样反应电路等六部分组成其中,直流变换电路 采取正激型变换电路，输入和输出滤波部分主要由电解电容组成控制电路主要以UC3844为 核心来控制开关管的导通与截止，且UC3844内部电路有过电压呵护电路，帮助电源电路主要 由三端稳压管LM7818组成,隔离反应电路主要由TL431和PC817组成.如附录A （系统电路图） 所示.3.11本章小结本章开始简单的说明了单管正激型开关电源的任务原理，然后对一些电力电子器件的任 务原理及主要参数进行了详细的介绍，主要包含变压器、电容、电感、MOSFET管和二极管等，在此基础上还介绍了 UC3844的外围电路.最后辨别对各帮助电路进行阐发与设计.第四章单管正激式开关电源的调试与结论4.1电路板调试4.1.1通电前调试把系统的电路原理图部分都完成之后，就是制作实物了 .为了电路板能够正常任务，同时 便利以后电路板的调试,在焊接电路前，应该确定每个元器件都是正常的，且在焊接电路时一 定要避免虚焊.通电前检测的目的是排除硬件毛病，以免电路板通电后产生毛病.在实物制作完成后,千万不克不及直接通电调试，而应该先按照电路原理图仔细校对各个 器件的参数和装置，看它们是否合适设计