摘要：规划了一种宽输出电压的AC-DC开关电源，其首要特征是输出电压能够在较大规模内恣意调理，处理了传统的开关电源只能输出几个特定电压值的问题。该规划的中心是反激改换电路和Buck-Boost电路。剖析了这两种电路的作业原理及其使用，而且给出了详细的规划。试验标明，规划的电源能较好地完成了输出电压的宽规模调理。
关键词：Buck-Boost电路；宽输出电压；AC-DC电源；反激改换
0 导言
电源设备是电力电子体系重要的组成部分，其规划的好坏直接影响到被供电设备功用的发挥。高频开关电源因为具有效率高、体积小和重量轻等特色，获得了广泛的使用。AC-DC开关电源便是把交流电转化为设备需求的直流电的一种设备。而现有的AC-DC开关电源只能输出几个特定电压值，如：220 VAC-15 VDC／12 VDC／5 VDC等，不能完成输出电压在较大规模内的调理。这大大限制了开关电源的使用。
本文介绍的PWM脉冲调理电路选用芯片UC3842。它是美国Unitrode公司出产的一种高功用单端输出式电流操控型脉宽调制器芯片，工怍环境温度在-50～150℃之间，具有优秀的脉宽调制特性。此外因为微操控器具有较高的性价比和杰出的操控特性，所以挑选微操控器作为Buck-Boost电路的PWM信号发生器。
1 UC3842简介
UC3842是一种功用优秀的电流操控型脉宽调制芯片，为8脚双列直插方式。该凋制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。它首要长处有管脚效应少，外围电路简略，电压调整率可达0．01％，作业频率高达500 kHz，发动电流小于1 mA，正常作业电流为5 mA，占空比可调且最大可达99％，并可使用高频变压器完成与电网的阻隔。此外该芯片具有过流和过压等维护功用。该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益差错放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压确定电路以及PWM锁存器电路等。
可见电流操控型脉宽调制器UC3842能发生频率固定而脉冲宽度可调理的驱动信号，操控大功率晶体管的通断状况来调理输出电压的凹凸，到达稳压的意图。而且可经过构成闭环电压反应来到达较高的稳压度。
2 AC-DC电源的电路结构
为了完成宽输出电压的AC-DC电源的规划，本文选用如图1所示的电路结构图。首要由市电接入电路、反激改换电路、滤波电路、UC3842 PWM调理电路、Buck-Boost改换电路及其驱动电路和微操控器等组成。其间市电接入电路、反激改换电路、滤波电路和UC3842PW调理电路构成了高频开关电源，其作用是完成交流电AC到直流电DC的转化，以及为驱动芯片等供给电源。Buck-Boost改换电路的作用是把前级输出的直流电压V改换为需求的直流电压值，作为体系的输出电压。该规划的电压调理正是经过Buck-Boost改换电路完成的。驱动电路把微操控器发生的PWM0信号改换为能够直接驱动Buck-Boost改换电路的信号。
图1中的滤波电路一般选用LC滤波，然后能够得到较好的直流输出。
2．1 单端反激式改换电路
单端反激改换电路是高频开关电源的中心部分。其典型电路如图2所示。电路的输入Vin为220 V交流电，经市电输入电路后得到的300 V直流电，输出能够为多组直流电。单端反激改换电路一个重要特色是变压器的线圈充当了电感的人物。
所谓的单端，是指高频改换器的磁芯仅作业在磁滞回线的一侧。所谓的反激，是指当开关管Q1导通时，变压器T的初级电压感应到次级，可是因为感应电动势上负下正，所以整流二极管D1处于截止状况，然后能量贮存在初级绕组中；当开关管Q1截止时，此感应电动势经过变压器的绕组耦合到次级，因为次级的同名端和初级是相反的，所以次级的感应电动势是上正下负，次级整流二极管D1导通，初级电感在Q1注册时贮存的能量经过磁芯耦合到次级电感，然后经过次级线圈开释到次级输出电容C1中，对电容进行充电，一起为负载供电。当Q1再次导通时，由电容C1对负载供电。然后完成了输出为直流电。
2．2 Buck-Boost电路
为了完成对高频开关电源的输出电压进行大规模的调理，本文选用了Buck-Boost电路。BuckBoost电路是降压-升压改换器，也称为反号改换器。其可完成对高频开关电源的输出电压的升压／降压调理，根本拓扑结构如图3所示。Buck-Boost电路首要有开关管Tr、电感L、二极管D2和滤波电容C4组成，L1和C2以及L2和C3构成了两个LC滤波电路。Buck-Boost电路的作业原理：当开关管Tr导通时，电流Is流过电感线圈L，L存储能量。当开关管Tr断开时，IL有减小的趋势，电感线圈L发生的自感电势反向，为下正上负，二极管D1受正向偏压而导通，然后为负载供电而且为滤波%&&&&&%C4充电。当开关管再次导通时，有C4为负载供电。因为输入电压V与输出电压VDC反向，所以Buck-Boost也称为反号改换器。经过操控开关管的导通时刻占空比D能完成对输入电压V的升压或降压的调理。
在接连电流作业形式下输入电压V与输出电压VDC满意如下关系式：
从上式可知道开关管导通时刻占空比D=50％为改换器的降压和升压的临界点。当占空比D50％时，VDCV，然后完成了降压的改换；当占空比D>50％时，VDC>V，然后完成了升压的改换。可见经过调理占空比D能够完成对输入电压的调理，从而完成输出电压能在较大的规模内调理。
