反激开关电源.doc

1、摘 要随着电力电子技术的发展，开关电源的应用越来越广泛，反激型开关电源以其设计简单、体积小、轻量和高效率的特点，被广泛地应用于各种小功率场合的电器设备和系统中，在当代经济和科技高速发展的时代，电源起到了关键性的作用。电源设备是电力电子技术的一个重要应用领域。目前，随着电源技术的蓬勃发展，开关电源朝高频化、集成化的方向前进。与线性稳压器相比，虽然开关电源设计比较复杂，某些指标可能比不上线性稳压器，且噪声较大，但是高频开关稳压电源由于具有体积小、重量轻、效率高、性能稳定等突出优点而受到广泛关注，得到了广泛的应用。 本文利用反激式变压器的特点，基于UC3842设计了一个反激式开关电源，反激式开关电源

2、一般由 PWM 控制芯片（UC3842）和功率开关管（MOSFET）组成，它由输入整流滤波电路、箝位保护电路、高频变压器、输出整流滤波电路、反馈电路、隔离驱动电路和保护电路组成，它是利用变压器的漏感和功率管的寄生电容实现零电压开关，使开关损耗大为降低，从而减小了开关的体积，提高了效率。分析了系统的整个原理框图，并对其工作过程进行了描述。并对变压器等参数进行了计算与设计，包括占空比计算、原边与输出边匝数计算。最后利用saber软件对所设计的开关电源进行建模仿真，分析了其仿真波形图。对所生产出来的样机进行了性能测试，并对测试所得到的实际数据进行了分析验证。关键词：开关电源；uc3842；反激式；高

3、频变压器；saberABSTRACTAlong with the development of the power electronic technology, the application of switch power supply is more and more extensive.Flyback type switch power with its design simple, small volume, light weight and the characteristics of high efficiency,which is widely used in all kinds

4、 of small power situation the electrical equipment and systems,Power has played a key role in the era of rapid development of contemporary economic and technological，The power supply is an important application field of power electronics technology. At present, with the rapid development of power su

5、pply technology, switching power supply go toward the high-frequency integrated direction. Compared to linear regulators, switching power supply design is more complex，some indicators may not be good as linear regulator, and the noise is big,but because of its small size, light weight, high efficien

6、cy , stable performance and other prominent advantages, the high-frequency switching power supply is favored and used widely.In this paper, using the characteristics of the flyback transformer, a multiport flyback switching power supply is designed based on the UC3842, which provides one output volt

7、age.Flyback type switch power supply by PWM control chip (general UC3842) and power switch device (MOSFET) composition, with input rectifier filter circuit, ground-clamp protection circuit, high frequency transformers, output rectifier filter circuit, feedback circuit, drive circuit and simplifying

8、protection circuit, which is composed of transformer leakage of feeling and power device parasitic capacitance of zero voltage switch to make the switch, and greatly reduce loss, thus reduce the volume of the switch, and improve the efficiency.The entire block diagram of the system and a brief descr

9、iption of the work process are introduced.by which the parameter of high-frequency transformer is calculated and designed,including the duty cycle, the primary side and the output side turns,At last weuse Saber software to model and simulate the switching power supply,and explain the simulation wave

10、form.Also the prototype is tested and the test data is analyzed and verificated.Keywords: Switching power supply; UC3842；Flyback；High-frequency transformer；SABER 目 录1 绪 论11.1开关电源的背景及意义11.2开关电源的应用及现状11.3开关电源国内发展现状及存在的问题21.4开关电源的安全31.5研究的目的32 反激式开关电源52.1开关电源的分类52.2开关电源的工作原理52.3开关电源的构成及控制方式62.4开关电源的优缺点

11、72.5反激开关变换电路73 UC3842式开关电源的简介103.1 UC3842芯片及功能介绍103.1.1UC3842芯片介绍103.1.2 UC3842的使用特点113.2.控制电路123.3电流型控制电路123.4 UC3842组成的反激式开关电源133.4.1电路原理图133.4.2电路工作原理143.5开关电源外围电路的设计144 反激开关电路参数设计174.1电路主要参数设计174.1.1电路技术指标设计174.1.2变压器设计175 使用Saber仿真对开关电源仿真205.1 仿真软件 Saber 介绍205.2 saber 软件建模205.3saber仿真波形的的分析216

12、结论23参考文献24翻译部分25致 谢421 绪 论1.1开关电源的背景及意义随着经济的不断地发展，科学技术不断地进步，节约能源已经被社会各界所广泛的关注。其中，开关电源是节能的一个重要部分，所以要实现开关电源绿色化。开关电源是使用当代电力电子技术，用运功率半导体器件来作为开关，通过开关的导通和关断的比率，来调整输出电压稳定的一种电源。早已经在20世纪80年代，计算机就完成了开关电源化并实现了计算机电源换代。到达90年代时，开关电源早已广泛应用在不同的电子、电气设备，通信、程控交流机、电力检测设备电源和控制设备等电源当中。同时，电源技术也是一门非常重要的基础科学和技术，在近几年中开关电源的使用

13、非常广泛,它具有体积小，重量轻、能耗低、使用方便等优点，开关电源已经应用于各类的电子产品当中。在现代有很多高新技术均与市电的电压、电流、频率、相位和波形等基本参数的改变和控制有很大的关系，电源技术可以充分的实现对这些参数的精确高效率的控制和处理，特别是能够实现大功率电能的频率变换，从而为多项高新技术的发展提供了强有力的支持。电源技术不仅仅本身是一项高新技术，并且还是其它多项高新技术的发展和创新的基础。电源技术和其相关的产业的进一步发展一定能够大幅度节省电能、减少材料消耗同时为提高生产的效率提供了非常重要的手段，并且为现代的生活和生产带来深远的影响。目前，电力电子技术正朝着硬件结构模块化、产品性

14、能数字化、应用技术高频化的方向发展，开关电源的外部形状、内部结构都是由储能元件、磁性元件等器件所决定，所以开关电源的小型化就是要减小当中元器件的体积。并且在一定的范围内，提高开关的频率，不仅有利于抑制干扰，改善性能，而且能有效的减少电容、电感和变压器的尺寸，所以高频化是开关电源的重点开发之一。1.2开关电源的应用及现状1955 年美国的罗耶 GH.Roger 发明自激振荡推挽晶体管单变压器直流变换器，实现了高频转换控制电路，1957 年美国查赛 JenSen 发明了自激式推挽双变压器，1964 年美国的科学家们提出了取消工频变压器的串联开关电源的设想，这使得电源的体积和重量有了一定的下降。到了

15、 1969 年由于大功率硅晶体管的耐压提高，二极管的反向恢复时间缩短等元器件改善，终于完成了25KHz 的开关电源。在90 年代开关电源相继进入了各种电子、电气设备领域，通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，它更加促进了开关电源技术的迅速发展。随着开关工作频率的不断上升，由于高频造成的开关损耗也逐渐成为了一个比较重要的问题，尤其是如果工作频率不改变，开关损耗不改变，随着负载的不断减轻，系统的效率会随着下降。于是，为了保持电源的工作效率的不变，新一代的开关电源芯片不在只是追求高得工作频率，而是仔细的分析和处理相关损耗的问题。在小负载时，经过降低工作频率以来减少开关损耗，来保持高效率的工作。这种仔细区分负载情况，在不同负载下采用不同模式进行控制的多模式技术是提高效率的一个趋势。降低开关损耗的另一个办法就是从开关损耗的自身出发，对引起开关损耗的本质进行改变。引起开关损耗的原因是因为开关器件的实际曲线不是瞬间导通或关断的理想图像，而是在变化过程中存在着电压与电流不为零的交叠区域。对此，开关电源设计的领域出现了软开关技术，即零电压开关和零电流开关。零电压开关使开关在电压为零时开关导通，零电流开关使开关在电流为零的时候开关关断。现在，高频化、模块化、小型化、数字化和智能化是直