摘要 为了使电源具有更好的运用功率和安稳性，文中规划了一种根据UC3842的多路输出型开关电源体系。文中剖析了所运用芯片的挑选原因，以及电源中首要模块的需求、原理。经过在特定软件上对所规划电源进行仿真，仿真成果表明，该开关电源各路输出安稳，差错1%(±12 V)、2%(±5 V);且作业功率得到了大幅进步，契合规划要求。
电源作为各种设备和设备的动力，是电子设备的重要部分。常用的是线性稳压电源，而这种单一的固定电源形式，跟着电子技术的开展已无法满意需求。一般所说的线性稳压电源，是一种直流稳压电源，该稳压电源是开始被广泛运用的。但该种电源仍存在着必定的问题，例如：体积大、作业功率低、操作繁琐以及自维护功能差等，因而需规划出一种能契合现代化需求的电源。本文所规划开发的根据UC3842的多路输出型开关电源功率较高，其开关电源选用操控集成电路和高频变压器的中心器材。具有输出安稳、差错小、自我修正能力强等长处。
1 UC3842的功能剖析
UC3842是一种可固定频率且可高效操控电流的芯片，该芯片可为电源规划者供给在尽可能少的外部原件需求下，仍可满意高效益的规划和解决方案。其具有较强的维护特性，这些对应的电路中振荡器可进行微调，能对真空比做出精确操控，且对温补进行参阅，差错运算扩大器也具有较高的增益，驱动功率MOSFE的抱负器材是比较器以及大电流的柱式输出，其维护特性还可进行输出和输入的压力确认，对电流巨细的约束、对编程时的输出时刻以及脉冲多个或一个的丈量确认。UC3842首要是一种电流型的操控器，其具有较多长处：如引脚少、电路规划简略明了、功能安稳且性价比高级。其频率安稳度也较好，具有较低的电压调整率;此外对输入端进行过压维护，另具有电流维护，在电压缺乏时进行电压确认等功能。UC3842的引脚图如图1所示，其作业原理为：Vcc芯片的作业电压端，接入+16 V电压对设备进行发动，引脚6是调制脉宽信号的输出端，Vref将内部基准电压进行引出，补偿端接外部阻容元件，并对操控环路进行补偿;引脚5为公共地，输出电压在被电阻分压器分压并取得反应电压后，直接接入到反应端;Rs为外部的电流检测电阻，电流进行取样后直接接入Rs，在开关管的电路中Rs起到的是串联作用;RT/CT别离为外接守时电阻和电容的公共端。
2 全体规划
该开关电源的全体结构图，如图2所示。开关电源的首要电路由前置滤波电路、输入整流电路、滤波电路、功率改换电路、高频变压器、PWM操控器电路以及输出整流滤波电路等组成。开关电源的辅佐电路由输入输出过欠压维护电路、滤波电路、功率改换电路和高频变压器输出短路维护电路组成。而沟通/直流转化电路的作用是对电路进行整流滤波。而直流/沟通转化器则是开关电源组成中最为重要的一部分，其分为较多的根底类型，例如，综合式、Push式、行进式、撤退式、悉数式和半部式的转化器。体系中输出电压是否安稳也是开关杰出与否的重要目标。而电源中电压安稳则是靠操控器来坚持的，其作业进程和线性操控器比较，有许多相同之处，所以操控器可将功能模块、电压处理模块和差错剖析与扩大模块的规划均参阅线性调节器的方法来进行处理，而只需留意其仅有不同之处，便是要将一个电压/脉冲宽度转化单元放到差错扩大器的输出功率管之前。
3 开关电源体系及各模块规划
开关电源规划的全体结构如图3所示，包含EMI滤波电路、整流滤波电路、箝位电路、吸收回路、操控电路、输出整流滤波电路和反应电路。别的，还有高频变压器与开关器材MOSFET。本文规划的开关电源运转进程为，输入沟通电压V首要经过体系最前端的维护电路后，再进行滤波。这是因需求削减体系中本身对电网的搅扰，一起也对电网内部的搅扰进行操控，所以需经过EMI滤波，将沟通电压主动转化为直流电压，原因是为了使其可经过高频的变压器，并在此可改动电压的巨细，还可将电压输入到整流滤波电路中继而得到所需的输出电压。在得到输出电压的进程中，会有很多的能量存储在一次侧中，为了对电路进行维护，需求参加一个箝位电路来保证整个电路正常运转。当保证正常作业后，需留意功率问题，故为进步电路的运转功率，还参加了一个吸收回路，其作用是针对在开关管开关进程中所形成的损耗，将其损耗将至最低。而在电路运转的进程中，还可能会呈现因为动摇等问题导致输出电压不安稳的状况，所以在电路输出端参加一个反应回路，其主动将输出电压进行剖析并与规范电压比较，然后经过剖析操控PWM的占空比，对开关管的开与关进行操控，继而保证电压可平稳的输出。EMI滤波电路是整个电路中较为重要的一环，该滤波电路共有5个端口，别离为两个输入、输出端口以及一个接地端口，其间接地端口的外壳在电路运转时要与地接通。电路中包含共模扼流圈L、滤波电容C1～C4，尽管共模电感对差模信号没有作用，但其可较好地按捺共模搅扰。耦合后的共模电感可增加电感量，这是因其磁通方向共同，继而共模电感会发生较大的感抗，对经过的共模信号进行切断作用。扼流圈可接受的电感量巨细是体系安稳的要害，为使其可接受更大的电流，本文可增加共模圈的半径，尤其是当流过的电流较大时，其另一个长处则是可大幅增强低频衰减的特性。共模滤波器的作用是将线路与外部条件所发生的噪声进行过滤，作业原理是滤波器中“变压器”的绕组同相，但流过变压器的电流则与绕组方向相反。因而，相反方向上的两个电流在滤波器发生的沟通磁感可彼此消除。
高频变压器是规划的中心，在此输出型开关电源中额定拓宽的结构较多，以半桥式功率转化电路为例，在运转时开关管进行彼此的导通直到会生成频率较高的脉冲波，再经过高频变压器对电压进行转化，终究会将不同的沟通电压输出，而终究输出电压值的巨细由变压器中线圈的份额来决议。半桥式变压电路是由3只高频变压器组成，这3只变压器每一种的衡量规范均各不相同，这体现在磁芯直径的要求上，磁芯直径≥30 mm的状况是主变压器的功率在300 W以上时;但若直径15 mm则将是功率低于300 W时。变压器的原理较为简略，其是一种改换电压、电流以及阻抗的作业器材，在初级的线圈中有沟通的电流经过期，在磁芯(铁芯)中会发生沟通磁通，可使次级的线圈感应到电压或电流;而变压器是由线圈和磁芯组成，线圈有两个绕组，其间与电源相接的一个绕组称为初级线圈，其他绕组则称为次级线圈。其在体系中之所以重要，是因为被首要运用在高频率的开关电源上作为这一电源的变压器;此外，功率器材的挑选也较为要害，一般若功率较大时，器材挑选IGBT，但因IGBT可能会发生关断电流的停留问题，继而导致影响其的作业频率。因而，若传送的功率较小时，可选用MOSFET，此刻其的作业频率比较之前将有显着进步。
4 仿真剖析
文中运用Saber软件，对所规划的电路进行仿真，并对电路别离进行DC、AC、数据、差错等剖析。经过仿真，可在软件上直观有效地调查到体系中各个模块的测试数据，为运用者供给了更为有效地参阅，也为电路的改善起到了要害作用。影响输出电压安稳性最首要的原因便是电源中开关管的开关状况及时刻，为保证安稳性在仿真进程中，使导通的进程坚持顺畅，并将差错降到最小，有必要加强对芯片输出电压的操控。图4为所规划电路的占空比，将输出电压设置为约15 V，并将此输出电压作为驱动电压，然后得到占空比约为0.43。从中可看到，矩形波最上端的细微凹凸表明芯片输出端峰值电流的电阻巨细有待调整。此电路的首要输出为偏置电路，其不只为主操控芯片供给电压，保证电路正常运转，还衔接回路中的分压电阻，保证电路可安稳的进行作业。经过调查可发现，偏置电路输出的电压波形，可约在1.5 ms时到达预算作用，一起可使其一直处于约16.997 V这一安稳状况。终究，将成果同之前的电压进行比照后发现，差错0.3%。
5 结束语
文中规划了一款根据UC3842的多路输出型开关电源，完成了±5 V、±12 V的多路电压输出。(1)对体系进行试验剖析，将体系中各个器材的数据均做出了运算。(2)对电源的规划目标及全体结构进行确认，根据要求的基本原则对全体结构做出规划后，并对每个模块也进行了相应规划，其间包含EMI滤波电路、整流滤波电路、操控电路以及高频变压器规划等。(3)针对每个模块的使用要求、作业原理和所能到达的作用等进行了剖析与核算，并与之前相关的规划经历进行比较，挑选出了最恰当的器材，得到了终究的规划原理图。(4)使用Saber软件进行仿真，对电路的各个运转进程进行试验验证，经过核算与剖析电路发生的波形与参数得到的成果可发现，此开关电源各路输出安稳，差错1%(±12 V)、2%(±5 V);且作业功率也得到了大幅进步，到达了预期的规划要求。
