本文根据UC3842高功用电流形式脉冲宽度调制(PWM)发生器操控的开关电源，合适运用于此类医疗系统。试验经过光耦完成输出和输入的阻隔，不只进步了电源的功率，简化了外围电路，也下降了电源的本钱和体积，使电源具有输出电压安稳，纹波小等长处。
以UC3842芯片为中心，提出了一种医用开关电源规划方案。首要论述了UC3842的根本原理，在此基础上提出了单端反激开关电源的原理和规划办法。UC3842是Unitorde公司推出的电流型脉宽调制器，该调制器单端输出，可以直接驱动双极型功率管或场效应管，适用于无工频变压器的 20~80W小功率开关电源的规划。文章介绍的规划方案选用单端反激式结构，完成宽电压输入，安稳的直流输出，具有输入纹波小，输出安稳，体积小，质量轻，效高，电磁兼容好等长处，可以很好地满意医疗设备供电需求。
导言
近年来跟着电源技能的飞速发展，开关稳压电源与同容量的线性稳压电源比较，具有功率高，功率低，体积小，质量轻等长处。进入上世纪90年代以来，开关电源已广泛运用在各种电子电器设备、通讯、电力检测设备电源之中。一起在医疗仪器设备中也得到了越来越广泛的运用，比方心电图机，输液泵，超声诊断仪，监护仪，CT机等等。开关电源的质量好坏直接影响整个医疗电子设备的牢靠性，因而，在医疗设备的规划中开关电源的规划也越来越得到注重。文章根据 UC3842高功用电流形式脉冲宽度调制(PWM)发生器操控的开关电源合适运用于此类医疗系统。试验经过光耦完成输出和输入的阻隔，不只进步了电源的功率，简化了外围电路，也下降了电源的本钱和体积，使电源具有输出电压安稳，纹波小等长处。
1 UC3842芯片介绍
UC3842是美国UNIRODE公司出产，此IC具有引脚少(8脚)，外接元件少，接线简略，牢靠性高，本钱低一级长处。UC3842是电流操控型脉宽调理器。一般用于单端反激式改换器。其内部结构见图1。
图1：UC3842的内部等效电路
图中1脚和2脚为补偿端和内部电压比较器的反相输入端;3脚为电流检测输入端，外接过流检测电阻，可构成过流维护电路，当3脚电压等于或高于1 V时，电流操控检测比较器输出高电平，复位PWM锁存器，然后封闭输出脉冲;4脚接振荡电路，发生所需频率的锯齿波RT接在4，8脚之间，CT接在4脚和地之间，5脚为地;6脚为输出端，有拉、灌电流才能，能直接驱动双极型功率管或MOS管。7脚是其电源端，芯片作业的敞开电压为16 V，欠压确定电压为10 V;8脚是其内部基准电压(5 V)。
2 开关电源的结构及作业进程
医疗设备中运用的开关电源根本电路由输入电路、功率改换电路、输出电路和操控电路等组成，见图2。
图2：开关电源的原理框图
输入电路包含整流电路、EMI滤波电路及暂态维护电路。整流电路是把输入沟通变为直流，一般开关电源中的整流电路是选用电容输入型。EMI滤波电路由电容和线圈组成，其作用是滤除电网中的高频杂波和同相搅扰信号，以及防止电源中发生的电磁搅扰走漏到外面。暂态维护电路具有雷击维护，开机冲击电流约束以及输入过电流维护功用。功率改换电路是开关电源的中心部分，首要由开关电路和变压器组成。开关晶体管要选用开关速度快，导通和作业时间短的。一般功率开关管的操控办法挑选脉宽调制。输出电路是把高频变压器的次级方波电压整流成单向脉动电流，并将其滑润成规划要求的低波纹直流电压。一起，以直流电的输出电压为反应信号，经过阻隔的反应电路，由前级的PWM操控电路进行电压的调理，到达稳压的意图。操控电路的首要作用是向驱动电路供给矩形脉冲序列，操控脉冲宽度和频率，然后到达改动输出电压的意图。
3 反激式开关电源规划
文章用UC3842为中心器材规划了一个单端反激式开关稳压电源。开关电源操控电路是一个电压、电流双闭环操控系统。开关稳压电源电路图见图3。
图3：开关稳压电源电路图
115V的沟通输入电压经整流滤波后为电路供给直流作业电压。起动电路由电容C2和电阻R2构成，C2经电阻R2充电，当到达16 V时，UC3842有输出;使MOS开关Q1导通，能量存贮在变压器T1中，此刻，因为二次侧各路整流二极管反向偏置，故能量不能传到T1的二次侧，T1 侧的一次侧电流经过电阻R10检测并与UC3842内部供给的1 V基准电压进行比较，当到达这一电平常Q1关断。一切变压器的绕组极性反向，输出整流二极管正向偏置，存贮在T1中的能量传输到输出电容器中。发动完毕后，反应线圈的电压整流后经取样电阻分压回送到差错放大器的反向端(2脚)和UC3842内部的2.5 V基准电压作比较来调整驱动脉冲宽度。然后改动输出电压以完成对输出的操控。这样能量循环往复地存贮开释，给各路输出端供给电压。
稳压反应环境由R12，光耦合器，TL431等组成。其稳压原理：若输出电压因负载变轻而升高时，流过光耦合器的发光二极管电流增大，其发光强度添加，反应至光耦合三极管使CE间电阻变小，使加至1脚的电压下降，然后使6脚的PWM信号宽度变窄，然后到达稳压的意图。
4 参数规划
在开关电源的规划完成中，高频变压器的规划与核算是至关重要的，其作业量也是比较大的，它的规划办法与其他类型的变压器不同。下面以电源规划功率为70W，功率为η=80%，作业频率为30kHz为例，阐明电路的规划办法。
4.1 变压器铁芯规划
选用面积相乘法规划变压器，由面积相乘法公式
，
其间Ag为有用铁芯面积，Aw为窗口面积，Up为原边电压，当原边电压动摇时，取最低输入电压。Ip为原边输入电流，Us为副边输出电压，Is为副边输出电流，Kw为窗口利用系数，一般为0.40，fs为开关频率(Hz)，△B为磁通密度改变率(T)，j为电流密度，一般取400A/cm2。
铁氧体磁芯磁感应强度取65%的饱满值：
变压器功率η为80%：则原边输入功率为
。则
Up =220×1.4×0.8=248V
4.2 原副边绕组匝数核算
原边绕组每匝伏数
取整流二极管压降为0.7 V。副边绕组压降为0.6 得：5 V副边绕组匝数匝
，取7匝。
新的反激每匝伏数
±15 V副边绕组匝数匝
，取22匝。
24 V副边绕组匝数
匝，取整为33匝。
5 完毕语
该电源经运用证明，电源规划合理，作业牢靠，性价比高，具有很强的实践运用价值和宽广的远景。UC3842是一种高功用的固定频率电流型操控器，单端输出，可直接驱动晶体管和MOSFET，具有管脚数量少，外围电路简略，装置与调试简洁，价格低廉等长处。规划结构简略，功用安稳，完成了对医疗设备供电的功用，对医疗设备的全体功用进步大有益处。
