基于UC3842的buck降压电路的设计

电力电子课程设计班级：2012级电气工程及其自动化姓名：和健学号：1205230209时间:201313-2014年第二学期第17-18周指导老师：李艳成绩：目录绪论1.设计题目2.设计目的3.硬件设计3.1芯片介绍3.2原理图介绍4.数据处理4.1数据测量4.2波形测量5．实物连接图6．总结心得绪论电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域，其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点，获得了广泛的应用。开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型，前者是一个单闭环电压控制系统，系统响应慢，很难达到较高的线形调整率精度，后者，较电压控制型有不可比拟的优点。1、设计题目基于UC3842的buck降压电路的设计2、设计目的尝试使用UC3842芯片矩形波输出驱动MOS管，来实际应用于电力电子课本中BUCK降压电路的设计。3、硬件设计采用TI公司生产的高性能开关电源芯片UC3842，结合外围电路（振荡电路，反馈电压，电流检测电路）来控制占空比，振荡频率，电压，从而控制PWM输出波形。利用芯片输出PWM电压来驱动BUCK降压电路关键原件MOS管IRF840的通断，实现降压电路降压功能。3.1芯片介绍3.2原理图介绍3.2.1利用3842相关知识设计出下面MOS管IRF840驱动电路参数设置R1=88KΩR2=4.7KΩR3=3KΩRT1、RT2、RT3为可调电阻CT为可变电容电路分析：RT1、CT与3842芯片4脚连接的OSC组成电路中最重要的控制电压输出频率的振荡电路。调节RT1或CT大小可在示波器上明显观测出PWM输出波形频率变化。（RT1=5.2KΩ,CT独石电容为2.2nF）由芯片资料介绍得出f=1.8/（RT1*CT）=1.8/(5.2*10^3*2.2*10^-9)=17.482KHZ周期T=5.7us占空比=t开/T=1.2/3.0=0.36PWM输出波形1脚为误差放大器输出端。2脚为监测反馈电压输入端，此电路中采用分压电路串可调电阻，由VFB端输入的反馈压与内置2.5v电压比较误差电压用于可调脉冲宽度。即调节PWM的占空比。3脚用NPN8050三极管接可调变阻组成过流保护。6脚输出去控制PWM输出，进而控制MOS管通断即可控制降压过程。BUCKDC-DC降压电路原理图分析电路T0时刻导通三极管，电源E向负载供电。T1时刻关闭三极管。至一个周期结束，重复该导通关闭过程，当电路处于稳定过程中，负载电流在一个周期内初始值和终值相等。所以负载电压的平均值Uo=t开/（t开+t关)=(t开/T)*Et开/T的值为占空比、T为PWM矩形波周期由上式知：控制输出电压只要控制PWM的占空比，结合UC3842的整体电路图该降压电路采用电力电子实验报告中BUCK降压电路实验原图。其中输入采用DC19.89V，开关管选用MOSIRF840,R1=470Ω，L=200uH,二极管选用IN4007，电容为220uF，负载采用20Ω/20W的水泥电阻。综合3842芯片驱动电路和BUCKDC-DC降压电路可得出：基于UC3842的buck降压电路整体电路分析：BUCK降压电路MOS开关管采用UC3842芯片6脚输出的PWM矩形波驱动，利用开关管通断的特性，电感的储能，电容的稳压，二极管的断间续流功能，实现电路的降压功能。4、数据处理4.1数据测量UC3842芯片的驱动电压BUCKDC-DC电路的输入电压PWM矩形波输出电压f=1.8/（RT1*CT）=1.8/(5.2*10^3*2.2*10^-9)=17.482KHZ占空比=t开/T=1.2/3.0=0.36输出电压Uo=t开/（t开+t关)=(t开/T)*E=0.36*19.89V=7.2V3842各引脚输出波形如下1脚输出波形，误差放大器输出，改变2脚输入电压（即调节分压电阻）即可改变1脚输出。当2引脚输入电压小于2.5V，1脚输出为峰值电压为7.5V左右的电压波形当2引脚输入电压大于2.5V，1脚输出为峰值电压为2.5V左右的电压波形2脚为反馈电压输入脚，与外接分压电阻相连。调节该分压电阻值，即可改变6脚输出矩形波的占空比。3脚为电流检测脚，与SS8050PNP三极管e极相连相连，由4脚可调电阻，电容电流控制b极电流，然后经三极管放大，连接电阻RT2，即可测出电压。如果电压大于1V关断6脚输出，进而控制MOS开关管通断。4脚为RCOSC振荡电路可调电阻RT1输入端，改变RT1、CT的值即可根据f=1.8/（RT1*CT）公式计算所需要的6脚输出电压频率，即控制内部振荡器的工作频率。6脚为输出脚，驱动MOS开关管的通断7脚为外部电源输入脚，芯片最小驱动电压为16V，该电路采用19.89V直流电压。8脚为芯片5v基准电压输出，最大输出电流50mA。本电路设计中振荡电路，电压反馈电路，电流检测电路都采用该基准电压。降压电路输出波形给负载端加20欧/20W的水泥电阻，测量输出波形，从波形上看，实际输出电压为4.3V。5．实物连接图6、总结通过利用3842芯片自行设计出矩形波输出电路，利用电力电子实验报告的BUUCKDC-DC降压电路，实现对20V电压的可控降压电路设计。通过这次的电力电子设计，让我再一次深深理解到使用芯片的流程，必须要了解芯片的个各引脚功能，其次要弄懂芯片内部结构，然后借鉴已有的电路原理设计，自行设计出电路图。当然，通过此次课程设计中查阅大量的资料文献，我掌握了相当一部分关于PWM波控制输出相关知识，比如，振荡电路等，波形观测，计算。也弄懂了关于降压电路的许多知识，基本上把电力电子课本上的相关知识了解的很扎实。