95它激式开关电源毕业设计 2

洛阳理工学院毕业设计（论文）I它激式开关电源设计摘要电源是实现电能变换和功率传递的主要设备。在信息时代，农业、能源、交通运输、通信等领域迅猛发展，对电影产业提出个更多、更高的要求，如节能、节材、减重、环保、安全、可靠等。这就迫使电源工作者不断的探索寻求各种乡关技术，做出最好的电源产品，以满足各行各业的要求。开关电源是一种新型的电源设备，较之于传统的线性电源，其技术含量高、耗能低、使用方便，并取得了较好的经济效益。UC3842是一种性能优良的电流控制型脉宽调制器。假如由于某种原因使输出电压升高时，脉宽调制器就会改变驱动信号的脉冲宽度，亦即占空比D，使斩波后的平均值电压下降，从而达到稳压目的，反之亦然。UC3842可以直接驱动MOS管、IGBT等，适合于制作20～80W小功率开关电源。由于器件设计巧妙，由主电源电压直接启动，构成电路所需元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。关键词：开关电源，UC3842，脉宽调制，功率，IGBT洛阳理工学院毕业设计（论文）II目录前言..................................................................错误!未定义书签。第1章开关电源介绍.......................................................................21.1开关电源概述........................................................................21.1.1开关电源工作原理.........................错误!未定义书签。1.1.2开关电源的设计.............................错误!未定义书签。1.1.3开关电源的特点.............................错误!未定义书签。1.2开关器件...............................................................................21.2.1开关器件的特征............................................................21.2.2器件TL431....................................................................21.2.3电力二极管....................................................................31.2.4光耦PC817....................................................................51.2.5电力场效应晶体管MOSFET........................................61.2.6绝缘栅IGBT................................................................9第2章主要开关变换电路...............................................................72.1滤波电路...............................................................................72.2反馈电路...............................................................................82.2.1电流反馈电路................................................................82.2.2电压反馈电路................................................................92.3电压保护电路.........................................................................9第3章UC3842...............................................................................113.1UC3842简介........................................................................113.1.1UC3842的引脚及其功能................错误!未定义书签。3.1.2UC3842的内部结构.......................错误!未定义书签。3.1.3UC3842的使用特点.......................错误!未定义书签。3.2UC3842的典型应用电路.........................错误!未定义书签。3.2.1反激式开关电源..............................错误!未定义书签。3.2.2UC3842控制的同步整流电路........错误!未定义书签。3.2.3升压型开关电源..............................错误!未定义书签。洛阳理工学院毕业设计（论文）III第4章利用UC3842设计小功率电源..............错误!未定义书签。4.1电源设计指标......................................................................114.1.1元件的选择..................................................................124.1.2电路结构的选择..........................................................134.2启动电路.............................................................................144.3PWM脉冲控制驱动电路.....................................................154.4直流输出与反馈电路..........................................................164.5总体电路图分析......................................错误!未定义书签。结论................................................................................................19谢辞..................................................................................................21参考文献..............................................................错误!未定义书签。外文资料译文..................................................................................32洛阳理工学院毕业设计（论文）1洛阳理工学院毕业设计（论文）2第1章开关电源介绍1.1开关电源意义当代许多高新技术均与电源的电压、电流、频率、相位和波形等基本技术参数的变换和控制相关，电源技术能够实现对这些参数的精确控制和高效率的处理，因此，电源技术不但本身是一种高新技术，而且还是其评它多项高新技术的发展基础。电源技术及其产业的进一步发展必将为大幅度节约电能、降低材料消耗以及提高生产效率提供重要的手段，并为现代生产和现代生活带来为深远的影响。开关电源的发展情况目前我国通信、信息、家电和国防等领域的电源普遍采用高频开关电源，相控电源将逐渐被淘汰。国内开关电源技术的发展，基本上起源于20世纪70年代末和80年代初。当时引进的开关电源技术，在高等院校和一些科研院所停留在实验开发和教学阶段。20世纪80年代中期开关电源产品开始推广和应用。20世纪80年代开关电源的特点是采用20kHz脉宽调制（PWM）技术，效率可达65%-70%。经过20多年的不断发展，开关电源技术有了重大进步和突破。新型功率器件的开发促进了开关电源的高频化，功率MOSFET和IGBT可使小型开关电源的工作频率达到400kHz(AC/DC)或1MHz(DC/DC);软开关技术使高频开关电源的实现有了可能，它不仅可以减少电源的体积和重量，而且提高了电源的效率（国产6kW通信开关电源采用软开关技术，效率可达93%）；控制技术的发展以及专用控制芯片的生产，不仅使电源电路大幅度简化，而且使开关电源的动态性能和可靠性大大提高；有源功率因数校正技术（APFC）的开发，提高了AC/DC开关电源的功率因数，既治理了电网的谐波污染，又提高了开关电源的整体效率。1.2开关器件1.2.1开关器件1.2.2器件TL431TL431是一个有良好的热稳定性能的三端可调分流基准电压源。它的输洛阳理工学院毕业设计（论文）3出电压用两个电阻就可以任意地设置到从Vref（2.5V）到36V范围内的任何值。该器件的典型动态阻抗为0.2Ω，在很多应用中可以用它代替齐纳二极管，例如，数字电压表，运放电路、可调压电源，开关电源等等。TL431是一种并联稳压集成电路。因其性能好、价格低，因此广泛应用在各种电源电路中。TL431特点：（1）最大输出电压为37V；（2）电压参考误差：±0.4％，典型值@25℃（TL431B）；（3）低动态输出阻抗，典型0.22Ω；（4）负载电流能力1.0mA--100mA；（5）等效全范围温度系数50ppm/℃典型；（6）温度补偿操作全额定工作温度范围；（7）低输出噪声电压；（8）输出电压范围为2.5V--36V；内基准电压为2.5V；(9)最大工作电流150mA；RKA图1－3TL431的外观和管脚TL431的具体功能可以用图1-4的功能模块示意。由图可看到，VI是一个内部的2.5V的基准源，接在运放的反向输入端。由运放的特性可知，只有当REF端（同向端）的电压非常接近VI（2.5V）时，三极管中才会有一个稳定的非饱和电流通过，而且随着REF端电压的微小变化通过三极管的电流将从1到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，但可用于分析理解电路。洛阳理工学院毕业设计（论文）4图1-4模块图1.2.3电力二极管电力二极管（PowerDiode)自20世纪50年代初期就获得应用，当时也被称为半导体整流器，并已开始逐步取代汞弧整流器。虽不是可控器件，但其结构原理简单，工作可靠，所以直到现在电力二极管仍然大量应用于许多电气设备中。电力二极管可分为普通二极管,快恢复二极管,肖特基二极管三种。1.普通二极管(GeneralPurposeDiode)普通二极管又称为整流二极管(RectifierDiode)，多用于开关频率不高(1kHz以下)的整流电路中。其反向恢复时间较长，一般在5s以上，这在开关频率不高时并不重要。其正向电流定额值和反向电压定额值可以达到很高，分别可达数千安和数千伏以上。2.快恢复二极管(FRD)快恢复二极管是恢复过程很短，特别是反向恢复过程很短的二极管，简称为快速二极管。快速二极管在工艺上