电源适配器的设计与制作教材

毕业设计（论文）《笔记本电脑电源适配器的设计与制作》SHAPE专业（系）专业（系）电气工程系电气自动化专业班级学生姓名指导老师完成日期2013届毕业设计任务书一、课题名称：笔记本电脑电源适配器设计二、指导老师：陈勇宏三、设计内容与要求1、课题概述根据市场需求，需要设计制造一款笔记本电脑电源适配器，其设计方案有两种；（1）采用变压器、整流、稳压；（2）采用开关电源；采用开关电源的优点：不需要笨重的电源变压器，效率高，体积小，造价低。开关电源已广泛用于工业产品及家用电子产品中2、设计内容与要求开关电源的技术要求：（1）.确定设计方案，绘制方框图；（2）.设计各部分电路，要求尽量采用集成电路，在保证实现基本功能和主要技术指标的前提下采用通用型元器件，并注意降低成本，以获取较高的性价比；（3）.分析各单元电路的工作原理和特性；（4）.画出整机电路图，设计印制电路板，并说明电路调试的基本方法；（5）.每组制作实物一件。完成毕业设计说明书一份。3、技术指标：（1）.输入交流电压：110V～260V；（2）.输入直流工作电压：19±0.1V；（3）.直流工作电流：4A；（4）.具有短路保护、过载保护等功能。（5）.使用环境：0～40℃。1）设计19V开关电源的电气原理图，PCB图，PCB板要按照CE标准。2）采用集成元件，元件数量要尽可能少。3）设计开关变压器的参数。4）按要求设计、制作PCB板图，并装配调试，由指导老师提供部分元件。5）编写使用说明书。包括电气原理图；电路板图；元件明细表。6）图纸要独立完成，文字表达准确，条理清晰，文笔通顺，采用打印。四、设计参考书及参考网址1、陈梓城主编《模拟电子技术基础》，高等教育出版社3、王建生主编《电源技术教程》，高等教育出版社4、周志敏、周纪海编《开关电源实用技术设计与应用》，人民邮电出版社5、《开关电源设计》电子工业出版社王志强6、《开关电源的原理与设计》张站松7、《开关电源印制板电路板（PCB）工程设计》中国电力出版社杨恒五、设计说明书要求1.封面2.内容摘要3.目录4.引言5.正文（设计方案比较与选择，设计方案原理、计算、分析、论证，设计结果的6.说明及特点）7.文献8.致谢9.附录(参考文献、图纸、材料清单等)六、设计进程安排第1周：资料准备与借阅，了解课题思路。第2-3周：设计要求说明及课题内容辅导，完成图纸初稿。第4-6周：进行毕业设计，完成说明书初稿。第7周：指导老师检查毕业设计完成情况，作好毕业答辩准备。第8周：毕业答辩与综合成绩评定。七、毕业设计答辩及论文要求1、毕业设计答辩要求答辩前三天，每个学生应按时将毕业设计说明书或毕业论文、专题报告等必要资料交指导教师审阅，由指导教师写出审阅意见。学生答辩时对自述部分应写出书面提纲，内容包括课题的任务、目的和意义，所采用的原始资料或参考文献、设计的基本内容和主要方法、成果结论和评价。答辩小组质询课题的关键问题，质询与课题密切相关的基本理论、知识、设计与计算方法实验方法、测试方法，鉴别学生独立工作能力、创新能力。2、毕业设计论文要求文字要求：说明书要求打印(除图纸外)，不能手写。文字通顺，语言流畅，排版合理，无错别字，不允许抄袭。图纸要求：按工程制图标准制图，图面整洁，布局合理，线条粗细均匀，圆弧连接光滑，尺寸标注规范，文字注释必须使用工程字书写。曲线图表要求：所有曲线、图表、线路图、程序框图、示意图等不准用徒手画，必须按国家规定的标准或工程要求绘制。摘要 开关电源技术是一门运用半导体功率器件实现电能的高效率变换、将粗电变换成精电，以满足供电质量要求的技术。由于在开关电源中半导体功率器件工作在高频开关方式，因此它具有高频率、高功率密度、高可靠性。本文主要介绍了基于UC3842的开关电源电路拓扑的选取、变压器和电感设计、功率驱动电路、控制电路及保护电路的设计。开关电源采用MOSFET作为开关器件，通过控制开关器件导通的占空比调整输出电压。开关电源对电网的适应能力强，当开关电源在电网电压为220V±10%范围内变化时，都可获得稳定的输出电压。本设计主要分为四章，分别介绍了开关电源的发展，工作原理，电路设计及参数计算和电磁兼容设计。回顾开关电源技术的发展过程，可以看到，高频率、小型化、集成化、智能化以及高可靠化是大势所趋，也是今后的发展方向。关键词：开关电源；电路拓扑；电磁兼容、Abstract Switchingpowersupplytechnologyisthatsemiconductorpowerdevicesareusedtoachievehighefficiencypowerconversionthatmakesthepowerchangefromcrudetovaritronix.Thequalityofpowersupplymeetsthetechnicalrequirements.Forpowersemiconductordevicesintheswitchingpowerworkinginhighfrequencyswitching,ithasahighfrequency,highpowerdensityandhighreliability.ThispaperintroducestheUC3842basedswitchingpowersupplytopologyselection,transformerandinductordesign,Power-drivencircuit,controlcircuitandprotectioncircuitdesign.SwitchingpowerMOSFETisusedasaswitchdevice,theoutputvoltageisadjustedbythecontrolswitchdutycycle.Switchingpowersupplyisadaptabletothegrid.Theoutputvoltageissteadywhenswitchingpowersupplyvoltageiswithinthescopeofchanges220V±10%.Thepaperconsistsoffourchapters.Switchingpowersupplydevelopment,workingprinciples,circuitdesignandparametersandEMCdesignareintroduced.RecallingSPStechnologydevelopmentprocess,high-frequency,small,integrated,intelligentandhighreliabilityisthegeneraldevelopmenttrend.Keyword:Switchingpowersupply;circuittopology;EMC目录摘要 0Abstract 1第1章绪论 41.1什么是电源适配器 41．2电源适配器的发展与趋势 21.3选题背景 31.4本课题要求及主要研究内容 4主要技术指标 4第2章开关电源的简介 42.1开关电源概述 42.2开关电源的工作原理 52.3开关电源的组成 62.4开关电源的特点 6第3章用UC3842进行开关电源的设计 73.1UC3842 73.1.1UC3842的简介 73.1.2UC3842引脚及其功能 83.1.4UC3842的使用特点 103.2光电耦合器 103.3肖特基二极管 113.4三端可调分流基准源 113.5场效应晶体管（MOSFET） 12第4章开关电源的电路原理及组成 134.1输入电路的原理及常见电路 134.2功率变换电路 154.3

输出整流滤波电路 174.4

稳压环路原理 184.5短路保护电路 194.6输出端限流保护 214.7输出过压保护电路的原理 214.8功率因数校正电路（PFC） 244.9输入过欠压保护 24第5章开关电源的制作过程 265.1电源设计指标 265.2总体电路框图（如图5-1） 265.3电路结构 265.3.1输入滤波电路(电源噪声滤波器) 275.3.2整流滤波电路（如图5-3） 275.3.3软启动及反馈补偿电路 275.3.4振荡电路 285.3.5开关管过流保护电路 295.3.6直流输出与反馈电路 305.4元件的选择 315.4.1滤波电路和整流电路的设计 315.4.2震荡频率计算 315.4.3输出高频变压器的设计与计算 315.5磁芯的选择 315.5.1气隙长度 325.5.2原边绕组匝数 335.5.3副边绕组匝数 335.5.4反馈绕组匝数 345.5滤波电路（传导EMI滤波器）和整流电路 345.6全波整流 365.7滤波电容C5 365.8启动电阻 365.9振荡器与时钟电路 375.10保护电路设计 385.11输出滤波电容 39第6章使用说明 406.1使用方法 406.2PCB板的制做 40 406.3电路调试 416.4调试步骤 41通电观察： 41调试结果： 41第7章结论 42致谢 43参考文献 44附录 45湖南铁道职业技术学院毕业论文PAGE47 湖南铁道职业技术学院毕业论文第1章绪论1.1什么是电源适配器近年来，电子产品，如笔记本电脑、液晶显示器、数字录像机、数码相机、个人数字助理（PersondigitalAssistar，PDA）、手机、游戏机、随身听等发展迅速，其中绝大多数需要低压直流电源为其供电或为其机内电池充电。为了从市政电力的交流系统中获取电力，两者之间必须有AC/DC的转换装置，这就是电源适配器（祥见左图）。它是将交流电网的交流电转换成电子产品锁要求的直流电压，其输出电压一般较低（几伏到十几伏），功率较小（几瓦到一百多瓦）。为了满足电子产品能在全球范围内使用，要求电源适配器的输入电压范围为全球电压输入范围（90-265Vac）。1．2电源适配器的发展与趋势在我们生活中广泛使用的适配器有两种类型，分别是交流电源适配器（也称线性电源适配器）和直流电源适配器）。交流适配器的内部主要是通过电源变压器来完成转换输出，直流适配器内部则是通过整流电路组成的。在之前使用的交流电源适配器主要是通过内部的电源变压器来完成转移，但是其在转移的过程中，功耗的损失相当大，所以开关电源适配器就应运而生。开关电源适配器主要是通过整流电路组成，损耗小很多。被广泛的用于网络延长器、路由器、通信设备、手机、手提电脑和PSP等。随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，他们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。传统的晶体管串联调整稳压电源是连续控制的线性稳压电源。这种传统稳压电源技术比任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。电子设备的小型化和低成本化使电源以轻、薄、小和高效率为发展方向。较成熟，并且已有大量集成化的线性稳压电源模块，具有稳定性能好、输出纹波电压小、使用可靠等优点。但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和质量都很大的滤波器。由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。开关电源型稳压电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的占空比调整输出电压。以功率晶体管（GTR）为例，当开关管饱和导通时，集电极和发射极两端的压降接近零。所以其功耗小，功率可高达70%—95%。而功率小，散热器也随之减小。开关型稳压电源直接对电网电压进行整流、滤波、调整，然后由开关调整管进行稳压，不需要电源变压器。此外，开关工作频率为几十千赫，滤波电容器、电感器数值较小。因此开关电源具有重量轻、体积小等优点。另外，由于功率小，机内温升低，提高了整机的稳定性和可靠性。而且其对电网的适应能力也有较大的提高，一般串联稳压电源允许电网波动范围为220±10%，而开关型稳压电源在电网电压在110—260伏范围内变化时，都获得稳定的输出电压。开关电源的高频化是电源技术发展的创新技术，高频化带来的效益是使开关电源装置空前地小型化，并使开关电源进入更广泛的领域，特别是在高新技术领域的应用，推动了高新技术产品的小型化、轻便化。另外开关电源的发展与应用在节约资源及保护环境方面都具有深远的意义。1.3选题背景随着电子技术的高速发展，电子系统的应用领域越来越广泛，电子设备的种类也越来越多，电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切。任何电子设备都离不开可靠的电源，它们对电源的要求也越来越高。传统的线性稳压电源具有稳定性能好、输出电压纹波小、使用可靠等优点，但其通常都需要体积大且笨重的工频变压器与体积和重量都很大的滤波器。由于调整管工作在线性放大状态，为了保证输出电压稳定，其集电极与发射极之间必须承受较大的电压差，导致调整管的功耗较大，电源效率很低，一般只有45%左右。另外，由于调整管上消耗较大的功率，所以需要采用大功率调整管并装有体积很大的散热器，很难满足现代电子设备发展的需要。开关电源是一种采用开关方式控制的直流稳压电源，通过控制开关的占空比来调整输出电压。它以小型、轻量和高效率的特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等几乎所有的电子设备，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源形式。主要作为高功率脉冲电源的初级电源和大型军用设备的电源系统,也可以应用于大电流快速充放电系统和电子、通信、航天、医疗等各个领域,其中,几十～几百千瓦的大、高功率开关电源主要应用于现代化工业、国防事业和大型科研项目中,具有非常广泛的应用前景。近年来，在高压大功率的应用场合，开关电源作为一种高效好型、高性能的电源己广泛用于家用电器、电子计算机、变频器等电子设备中。采用开关电源后，可以使相关装置体积小、重量轻、功耗低、稳压范围宽，大大地改善了装置的控制可靠性及保护性能。1.4本课题要求及主要研究内容研究开关电源的实现方法，并按照设计指标要求进行电路的设计。具体要求如下：分析、掌握该课题总体方案，广泛阅读相关技术资料，并提出自己的见解。掌握开关电源的工作原理。设计硬件系统，掌握系统调试方法，使系统达到设计要求。主要技术指标设计要求：交流输入电压：110/220V；输出电压：12V第2章开关电源的简介2.1开关电源概述 随着大规模和超大规模集成电路的快速发展，特别是微处理器和半导体储存器的开发利用，孕育了电子系统的新一代产品。显然，那种体积大而笨重的使用工频变压器的线性调节稳压电源已经过时。取而代之的是小型化、重量轻、效率高的隔离式开关电源。 隔离式开关电源的核心是一种高频电源变换电路。它使交流电源高效率地产生一路或多路经调整的稳压直流电压。 随着半导体技术的高速发展，高反压快速开关晶体管使无工频变压器的开关电源迅速实用化。而半导体集成电路技术的迅速发展又为开关电源控制电路的集成化奠定了基础，适应各类开关电源控制要求的集成开关稳压器应运而生，其功能不断完善，集成化水平也不断提高，外接元件越来越少，使得开关电源的设计、生产和调整工作日益简化，成本也不断下降。目前已形成了各类功能完善的集成开关稳压器系列。近年来高反压MOS大功率管的迅速发展，又将开关电源的工作频率从20KHZ提高到150-200KHZ，其结果是使整个开关电源的体积更小，重量更轻，效率更高。开关电源的性能价格比达到了前所未有的水平，使它在于线性电源的竞争中具有先导之势。在70年代后期，功率在100W以上的开关电源是有竞争力的。到1980年，功率在50W以上就具有竞争力了。随着开关电源性能的改善，到80年代后期，电子设备的消耗功率在20W以上。就要考虑使用开关电源了。过去，开关电源在小功率范围内成本较高，但进入90年代后，其成本下降非常显著“当然这包括了功率元件，控制元件和磁性元件成本的大幅度下降”此外，能源成本的提高也是促进开关电源发展的因素之一。2.2开关电源的工作原理开关电源就是采用功率半导体器件作为开关元件，通过周期性通断开关，控制开关元件的占空比调整输出电压，开关电源的工作原理可以用图1-1进行说明。图中输入的直流不稳定电压经开关S加至输出端，S为受控开关，是一个受开关脉冲控制的开关调整管，若使开关S按要求改变导通或断开时间，就能把输入的直流电压变成矩形脉冲电压。这个脉冲电压经过滤波电路进行平滑滤波后就可得到稳定的直流输出电压。为了方便分析开关电源电路，定义脉冲占空比如下D=(1-1)式中，T表示开关S的开关重复周期；Ton表示开关S在一个开关周期中的导通时间。开关电源直流输出电压与输入电压之间有如下关系： (1-2)由（1-1）和（1-2）可以看出，若开关周期T一定，改变开关S的导通时间Ton,即可改变脉冲占空比D,从而达到调节输出电压的目的。T不变，只改变Ton来实现占空比调节的稳压方式叫做脉冲宽度调制（PWM）。由于PWM式的开关频率固定，输出滤波电路比较容易设计，易实现最优化，因此PWM式开关电源用得较多。若保持Ton不变，利用改变开关频率f=1/T实现脉冲占空比调节，从而实现输出直流电压稳压的方法，称做脉冲频率调制（PFM）。由于该方式的开关频率不固定，因此输出滤波电路的设计不易实现最优化。既改变Ton，又改变T，实现脉冲占空比调节的稳压方式称做脉冲调频条宽方式。在各种开关电源中，以上三种脉冲占空比调节的稳压方式均有应用。2.3开关电源的组成开关电源的主要电路是由输入电磁干扰滤波器（EMI）、整流滤波电路、功率变换电路、PWM控制器电路、输出整流滤波电路组成。辅助电路有输入过欠压保护电路、输出过欠压保护电路、输出过流保护电路、输出短路保护电路等。开关电源的电路组成方框图如下：2.4开关电源的特点开关电源具有如下特点：（1）效率高。开关电源的功率开关调整管工作在开关状态，所以调整管的功耗小，效率高，一般在80%~90%，高的可达90%以上；（2）重量轻。由于开关电源省掉了笨重的电源变压器，节省了大量的漆包线和硅钢片，从而使其重量只有同容量线性电源的1/5，体积也大大缩小了；（3）稳压范围宽。开关电源的交流输入电压在90~270V内变化时，输出电压的变化在±2%以下。合理设计开关电源电路，还可以稳压范围更宽并保证开关电源的高效率；（4）安全可靠。在开关电源中，由于可以方便地设置各种形式的保护电路，因此当电源负载出现故障时，能自动切断电源，保障其功能可靠；（5）功耗小。由于开关电源工作频率高，一般在20kHz以上，因此滤波元件的数值可以大大减小，从而减小功耗；特别是，由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低，周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，因此采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性。第3章用UC3842进行开关电源的设计3.1UC38423.1.1UC3842的简介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，亦即占为比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，构成电路元件少，非常符合电路设计中“简洁至上”的原则。继MC1394、AN5900之后，人们又开发出功能更完善的它激单端输出驱动集成电路。其特点是除内部PWM系统外，还没有多路保护输入和稳定的基准电压发生器，同时还具有小电流启动功能。典型的UC3842为就是其中的代表，它功能完善性能可靠，目前被各种普通电源采用，还被用于有源因数改善电路和高压升压式开关电源中。UC3842是美国Unitrode公司生产的一种高性能单端输出式电流控制型脉宽调制器芯片。3.1.2UC3842引脚及其功能UC3842为8脚双列直插式封装，其内部原理框图如图2-2所示。主要由5.0V基准电压源、用来精确地控制占空比调定的振荡器、降压器、电流测定比较器、PWM锁存器、高增益E/A误差放大器和适用于驱动功率MOSFET的大电流推挽输出电路等构成。端1为COMP端；端2为反馈端；端3为电流测定端；端4接Rt、Ct确定锯齿波频率；端5接地；端6为推挽输出端，有灌电流的能力；端7为集成块工作电源电压端，可以工作在8~40V；端8为内部外用的基准电压5V，带载能力50mA。UC3842系列引脚排列图UC3842引脚功能表引脚符号功能引脚功能说明8管脚14管脚11COMP补偿内部误差放大器补偿端，频率补偿输入端,并可用于环路补偿。23UFB电压反馈内部误差放大器反相输入端，取样反馈电压接到至该端，通常通过一个电阻分压器连至开关电源输出。35ISENSE电流取样内部电流取样比较器同相输入端，当该端电压为1V时，芯片停止工作，关闭输出脉冲47RT/CTRT/C通过将电阻RT连接至VREF以及电容CT连接至地，使振荡器频率和最大输出占空比可调，工作频率可达500HZ。5GND地该管脚是控制电路和电源的分共地（仅对8管脚封装如此）。610OUTPUT输出该管脚直接驱动功率MOSFET的栅极（开关管）使输出矩形波，为图腾柱式输出。712VCC电源端该管脚是控制集成电路的正电源。814UREF基准电压输出基准电压输出端，输出+5V电压，电流可达5mA，可给外电路供电8PGND电源地该管脚是一个回至电源的分离电源地板回端（仅14管脚封装如此），用于减少控制电路中开关瞬态噪声的影响。11VCVC输出高态(VOH)由回到此管脚（仅14管脚封装如此）的电压设定。通过分离的电源连接，可以减少开关瞬态噪声对控制电路的影响。9地该管脚是控制电路地返回端（仅4管脚封装如此），并被连回到电源地。2，4，6，13空脚无连接（仅14管脚封装如此）。这些管脚没有内部连接。3.1.3UC3842的内部结构(见下图3.1.4UC3842的使用特点（1）它属于电流型单端PWM调制器，具有管脚数量少、外围电路简单、安装调试简单、性能优良、价格低廉等优点。能通过高频变压器与电网隔离，适于构成无工频变压器的20~50W小功率开关电源。（2）最高开关频率为500KHZ，频率稳定度达0.2%。电源效率高，输出电流大，能直接驱动双极型功率晶体管或VMOS管、DMOS管、TMOS管。（3）内部有高稳定度的基准电压源，典型值为5.0V，允许有±0.1V的偏差。温度系数为0.2mV/℃。（4）稳压性能好。其电压调整率可达0.01%/v，能同第二代线性集成稳压器（例如LM317）相媲美。启动电流小于1mA，正常工作电流为15mA。（5）除具有输入端过压保护与输出端过流保护之外，还设有欠压锁定电路，使工作稳定、可靠。（6）最高输入电压Vim=30V，输出最大峰值电流=1A，平均电流为0.2A,本身最大功耗=1W,最大输出功率=50W。3.2光电耦合器 光电耦合器（opticalcoupler,OC）也叫光电隔离器（opticalisolation,OI）,简称光耦。它是一种以红外光进行信号传递的器件，由两部分组成：一是发光体，实际上是一只发光二极管，受输入电流控制，发出不同强度的红外光；另一部分是受光器，受光器接收光照以后，产生光电流并从输出端输出。它的光——电反应也是随着光的强弱改变而变化的。这就实现了“电—光—电”功能转换，也就是隔离信号传递。光电耦合器的主要优点是单向信号传输，输入端和输出端完全实现了隔离。不受其他任何电气干扰和电磁干扰，具有很强的看抗干扰能力。因为它是一种发光体，而且用低电平的电源供电，所以它的使用寿命长，传输效率高，而且体积小。可广泛用于级间耦合、信号传输、电气隔离、电路开关以及电平转换等。在开关电源电路中利用光电耦合器构成反馈回路，通过光电耦合器来调整、控制输出电压。达到稳定输出电压的目的；通过光电耦合器进行脉冲转换。在设计本次开关电源时对光耦的选取原则是：电流传输比CTR的允许选取范围是80%~250%。当CTR为80%时，光电耦合器中的发光二极管需要较大的工作电流（>5.0MA）才能控制电路的占空比。这样做的结果是增加了光电耦合器的功耗。当CTR>250时，若启动电流或输出负载发生突变，有肯能发生误触发，即无关断，影响正常工作。要采用线性良好的光电耦合器。因为光电耦合器具有良好的线性时，电源控制调整十分有序，输出稳定可靠。因此，本设计中对光电耦合器的采用为：光耦NEC2501光耦NEC2501参数如下：型号;NEC2501;电流传输比CTR：80%~160%；反向击穿电压V（BR）CEO:40V;生产厂商:NEC;封装形式：DIP43.3肖特基二极管 肖特基二极管SBD（ScottyBarrierDiode）是一种N型半导体器件，工作在低电压、大电流状态下，反向恢复时间短，只有纳秒，正向导通压降为0.4V，而整流电流达数百安。它是最近在开关电源中应用得最多的一种器件。区分肖特基二极管和超快速恢复二级的方法是二者的正向压降不同，肖特基二极管的正向压降为0.3V，超快速恢复二极管的正向压降为0.6V。值得注意的是:肖特基二极管的最高反向工作电压一般不超过100V，它适合用在低电压、大电流的开关电源中。 因此，在本设计中肖特基二极管的采用为MBR1045。肖特基二极管MBR1045参数如下： 型号：MBR1045;反向峰值电压：45；平均整流电流Id:10A;反向恢复时间<10ns;生产厂商：Motorola3.4三端可调分流基准源德州仪器公司（TI）生产的TL431是一种有良好的热稳定性能的三端可调分流基准源。它的输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，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。

该器件的电路符号。3个引脚分别为：阴极（CATHODE）、阳极（ANODE）和参考端（REF）。图3-1TL431电路符号和等效电路由图可以看出，VT是一个内部的2.5V基准源，接在运放的反相输入端。由运放的特性可知，只有当REF（同相端）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，通过三极管图3-1的电流将从1mA到100mA变化。当然，该图绝不是TL431的实际内部结构，所以不能简单地用这种组合来代替它。但如果在设计、分析应用TL431的电路时，这个模块对开启思路，理解电路都是很有帮助的。图3-2TL431内部结构图3.5场效应晶体管（MOSFET）MOSFET种类和结构繁多，按导电沟道可分为P沟道和N沟道。当栅极电压为零时漏极之间就存在导电沟道的称为耗尽型，对于N（P）沟道器件，栅极电压大于（小于）零时才存在导电沟道的称为增强型。在电力MOSFET中，主要是N沟道增强型。当漏极接电源正端，源极接电源负端，栅极和源极间电压为零时，P基区与N漂移区之间形成的PN结反偏，漏源极之间无电流流过。如果在栅极和源极之间加一正电压，由于栅极是绝缘的，所以并不会有栅极电流流过。但栅极的正电压却会将其下面P区中的空穴推开，而将P区中的少子—电子吸引到栅极下面的P区表面。当所加正电压大于某一电压值时，栅极下P区表面的电子浓度将超过空穴浓度，从而使P型半导体反型而成N型半导体，形成反型层，该反型层形成N沟道而使PN结消失，漏极和源极导电。此电压值称为开启电压（或阈值电压），所加正电压值超过开启电压越多，导电能力越强，漏极电流越大。功率场效应管（MOSFET）由于采用单极性多子导电，使开关时间显著地减小，又因其很容易达到1MHz的开关工作频率而受到世人瞩目。但是MOSFET提高器件阻断电压必须加宽器件的漂移区，结果使器件内阻迅速增大，通态压降增高，通态损耗增大，所以只能应用于中小功率产品。 在开关电源中，用作开关功率管MOSEFT几乎全是N沟道增强型器件。这是因为MOSFET是一种依靠多数载流子工作的单极性器件，不存在二次击穿和少数载流子的储存时间问题，所以具有较大的安全工作区、良好的散热稳定性和非常快的开关速度。MOSFET在大功率开关电源中用作开关，比双极性功率晶体管具有明显的优势。所有类型的有源功率因数矫正器都是为驱动功率MOSFET而设计的。MOSFET功率管的特点：MOSFET是电压控制型器件，因此在驱动大电流时无需推动级，电路较简单；输入阻抗高，可达108Ω以上；工作频率范围宽，开关速度快（开关时间为几十纳秒到几百秒）开关损耗小；有较优良的线性区，并且MOSFET的输入电容比双极型的输入电容小得多，所以它的交流输入阻抗极高；噪声也小，最适合制作Hi-Fi音响；功率MOSFET可以多个并联使用，增加输出电流而无需均流电阻。第4章开关电源的电路原理及组成4.1输入电路的原理及常见电路：1、AC输入整流滤波电路原理：图4-1输入滤波、整流回路原理图①

防雷电路：当有雷击，产生高压经电网导入电源时，由MOV1、MOV2、MOV3：F1、F2、F3、FDG1组成的电路进行保护。当加在压敏电阻两端的电压超过其工作电压时，其阻值降低，使高压能量消耗在压敏电阻上，若电流过大，F1、F2、F3会烧毁保护后级电路。②

输入滤波电路：C1、L1、C2、C3组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。当电源开启瞬间，要对C5充电，由于瞬间电流大，加RT1（热敏电阻）就能有效的防止浪涌电流。因瞬时能量全消耗在RT1电阻上，一定时间后温度升高后RT1阻值减小（RT1是负温系数元件），这时它消耗的能量非常小，后级电路可正常工作。③

整流滤波电路：交流电压经BRG1整流后，经C5滤波后得到较为纯净的直流电压。若C5容量变小，输出的交流纹波将增大。2、

DC输入滤波电路原理：图4-2输入滤波电路①

输入滤波电路：C1、L1、C2组成的双π型滤波网络主要是对输入电源的电磁噪声及杂波信号进行抑制，防止对电源干扰，同时也防止电源本身产生的高频杂波对电网干扰。C3、C4为安规电容，L2、L3为差模电感。②

R1、R2、R3、Z1、C6、Q1、Z2、R4、R5、Q2、RT1、C7组成抗浪涌电路。在起机的瞬间，由于C6的存在Q2不导通，电流经RT1构成回路。当C6上的电压充至Z1的稳压值时Q2导通。如果C8漏电或后级电路短路现象，在起机的瞬间电流在RT1上产生的压降增大，Q1导通使Q2没有栅极电压不导通，RT1将会在很短的时间烧毁，以保护后级电路。4.2功率变换电路1、

MOS管的工作原理：目前应用最广泛的绝缘栅场效应管是MOSFET（MOS管），是利用半导体表面的电声效应进行工作的。也称为表面场效应器件。由于它的栅极处于不导电状态，所以输入电阻可以大大提高，最高可达105欧姆，MOS管是利用栅源电压的大小，来改变半导体表面感生电荷的多少，从而控制漏极电流的大小。

2、工作原理：（见左图）R4、C3、R5、R6、C4、D1、D2组成缓冲器，和开关MOS管并接，使开关管电压应力减少，EMI减少，不发生二次击穿。在开关管Q1关断时，变压器的原边线圈易产生尖峰电压和尖峰电流，这些元件组合一起，能很好地吸收尖峰电压和电流。从R3测得的电流峰值信号参与当前工作周波的占空比控制，因此是当前工作周波的电流限制。当R5上的电压达到1V时，UC3842停止工作，开关管Q1立即关断

。R1和Q1中的结电容CGS、CGD一起组成RC网络，电容的充放电直接影响着开关管的开关速度。R1过小，易引起振荡，电磁干扰也会很大；R1过大，会降低开关管的开关速度。Z1通常将MOS管的GS电压限制在18V以下，从而保护了MOS管。Q1的栅极受控电压为锯形波，当其占空比越大时，Q1导通时间越长，变压器所储存的能量也就越多；当Q1截止时，变压器通过D1、D2、R5、R4、C3释放能量，同时也达到了磁场复位的目的，为变压器的下一次存储、传递能量做好了准备。IC根据输出电压和电流时刻调整着⑥脚锯形波占空比的大小，从而稳定了整机的输出电流和电压。C4和R6为尖峰电压吸收回路。4、驱动变压器的反激电路（见图4-3）：T2为驱动变压器，T1为开关变压器，TR1为电流环。图4-3驱动变压器的反激电路4.3

输出整流滤波电路1、

正激式整流电路（见图4-4）：图4-4正激式整流电路T1为开关变压器，其初极和次极的相位同相。D1为整流二极管，D2为续流二极管，R1、C1、R2、C2为削尖峰电路。L1为续流电感，C4、L2、C5组成π型滤波器。2、

反激式整流电路（见图4-5）：图4-5反激式整流电路

T1为开关变压器，其初极和次极的相位相反。D1为整流二极管，R1、C1为削尖峰电路。L1为续流电感，R2为假负载，C4、L2、C5组成π型滤波器。3、

同步整流电路（见图4-6）：图4-6同步整流电路

工作原理：当变压器次级上端为正时，电流经C2、R5、R6、R7使Q2导通，电路构成回路，Q2为整流管。Q1栅极由于处于反偏而截止。当变压器次级下端为正时，电流经C3、R4、R2使Q1导通，Q1为续流管。Q2栅极由于处于反偏而截止。L2为续流电感，C6、L1、C7组成π型滤波器。R1、C1、R9、C4为削尖峰电路。4.4

稳压环路原理1、反馈电路原理图：

图4-7电压反馈环路原理图

2、工作原理：当输出U0升高，经取样电阻R7、R8、R10、VR1分压后，U1③脚电压升高，当其超过U1②脚基准电压后U1①脚输出高电平，使Q1导通，光耦OT1发光二极管发光，光电三极管导通，UC3842①脚电位相应变低，从而改变U1⑥脚输出占空比减小，U0降低。当输出U0降低时，U1③脚电压降低，当其低过U1②脚基准电压后U1①脚输出低电平，Q1不导通，光耦OT1发光二极管不发光，光电三极管不导通，UC3842①脚电位升高，从而改变U1⑥脚输出占空比增大，U0降低。周而复始，从而使输出电压保持稳定。调节VR1可改变输出电压值。反馈环路是影响开关电源稳定性的重要电路。如反馈电阻电容错、漏、虚焊等，会产生自激振荡，故障现象为：波形异常，空、满载振荡，输出电压不稳定等。4.5短路保护电路1、在输出端短路的情况下，PWM控制电路能够把输出电流限制在一个安全范围内，它可以用多种方法来实现限流电路，当功率限流在短路时不起作用时，只有另增设一部分电路。2、短路保护电路通常有两种，下图是小功率短路保护电路，其原理简述(如图4-8)所示：当输出电路短路，输出电压消失，光耦OT1不导通，UC3842①脚电压上升至5V左右，R1与R2的分压超过TL431基准，使之导通，UC3842⑦脚VCC电位被拉低，IC停止工作。UC3842停止工作后①脚电位消失，TL431不导通UC3842⑦脚电位上升，UC3842重新启动，周而复始。当短路现象消失后，电路可以自动恢复成正常工作状态。图4-8短路保护电路3、下图是中功率短路保护电路，其原理简述如(图4-9)所示：图4-9功率短路保护电路当输出短路，UC3842①脚电压上升,U1③脚电位高于②脚时，比较器翻转①脚输出高电位，给C1充电，当C1两端电压超过⑤脚基准电压时，U1⑦脚输出低电位，UC3842①脚低于1V，UCC3842，停止工作，输出电压为0V，周而复始，当短路消失后电路正常工作。R2、C1是充放电时间常数，阻值不对时短路保护不起作用。4、下图是常见的限流、短路保护电路。其工作原理简述如（图4-10）所示：当输出电路短路或过流，变压器原边电流增大，R3两端电压降增大，③脚电压升高，UC3842⑥脚输出占空比逐渐增大，③脚电压超过1V时，UC3842关闭无输出。图4-10限流、短路保护电路5、下图是用电流互感器取样电流的保护电路，有着功耗小，但成本高和电路较为复杂，其工作原理简述如下：输出电路短路或电流过大，TR1次级线圈感应的电压就越高，当UC3842③脚超过1伏，UC3842停止工作，周而复始，当短路或过载消失，电路自行恢复。4.6输出端限流保护图4-11输出端限流保护（图4-11）是常见的输出端限流保护电路，其工作原理简述如上图：当输出电流过大时，RS（锰铜丝）两端电压上升，U1③脚电压高于②脚基准电压，U1①脚输出高电压，Q1导通，光耦发生光电效应，UC3842①脚电压降低，输出电压降低，从而达到输出过载限流的目的。4.7输出过压保护电路的原理输出过压保护电路的作用是：当输出电压超过设计值时，把输出电压限定在一安全值的范围内。当开关电源内部稳压环路出现故障或者由于用户操作不当引起输出过压现象时，过压保护电路进行保护以防止损坏后级用电设备。应用最为普遍的过压保护电路有如下几种：1、可控硅触发保护电路：如图4-12所示，当Uo1输出升高，稳压管（Z3）击穿导通，可控硅（SCR1）的控制端得到触发电压，因此可控硅导通。Uo2电压对地短路，过流保护电路或短路保护电路就会工作，停止整个电源电路的工作。当输出过压现象排除，可控硅的控制端触发电压通过R对地泄放，可控硅恢复断开状态。图4-12可控硅触发保护电路2、光电耦合保护电路：图4-13光电耦合保护电路如（图4-13）所示，当Uo有过压现象时，稳压管击穿导通，经光耦（OT2）R6到地产生电流流过，光电耦合器的发光二极管发光，从而使光电耦合器的光敏三极管导通。Q1基极得电导通，UC3842的③脚电降低，使IC关闭，停止整个电源的工作，Uo为零，周而复始，。3、输出限压保护电路：输出限压保护电路如（图4-14）所示，当输出电压升高，稳压管导通光耦导通，Q1基极有驱动电压而道通，UC3842③电压升高，输出降低，稳压管不导通，UC3842③电压降低，输出电压升高。周而复始，输出电压将稳定在一范围内（取决于稳压管的稳压值）。图4-14输出电压保护电路4、输出过压锁死电路：图4-15输出过压锁死电路图A的工作原理是，当输出电压Uo升高，稳压管导通，光耦导通，Q2基极得电导通，由于Q2的导通Q1基极电压降低也导通，Vcc电压经R1、Q1、R2使Q2始终导通，UC3842③脚始终是高电平而停止工作。在图B中，UO升高U1③脚电压升高，①脚输出高电平，由于D1、R1的存在，U1①脚始终输出高电平Q1始终导通，UC3842①脚始终是低电平而停止工作。4.8功率因数校正电路（PFC）1、原理示意图（如图4-16）所示：图4-16功率因数校正电路2、工作原理：输入电压经L1、L2、L3等组成的EMI滤波器，BRG1整流一路送PFC电感，另一路经R1、R2分压后送入PFC控制器作为输入电压的取样，用以调整控制信号的占空比，即改变Q1的导通和关断时间，稳定PFC输出电压。L4是PFC电感，它在Q1导通时储存能量，在Q1关断时施放能量。D1是启动二极管。D2是PFC整流二极管，C6、C7滤波。PFC电压一路送后级电路，另一路经R3、R4分压后送入PFC控制器作为PFC输出电压的取样，用以调整控制信号的占空比，稳定PFC输出电压。4.9输入过欠压保护1、原理图（如下图）：图4-17输入过欠压保护2、工作原理：AC输入和DC输入的开关电源的输入过欠压保护原理大致相同。保护电路的取样电压均来自输入滤波后的电压。取样电压分为两路，一路经R1、R2、R3、R4分压后输入比较器3脚，如取样电压高于2脚基准电压，比较器1脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。另一路经R7、R8、R9、R10分压后输入比较器6脚，如取样电压低于5脚基准电压，比较器7脚输出高电平去控制主控制器使其关断，电源无输出。第5章开关电源的制作过程5.1电源设计指标开关电源输入、输出参数如下：输入电压：AC220V;输入电流：5A输出电压:12V;输出电流:0.26A输入频率：50HZ；输入功率：30W;控制电路形式为它激式，采用UC3842为PWM控制电路。电源开关频率的选择决定了变换器的特性。开关频率越高，变压器、电感器的体积越小，电路的动态响应也就越好。但随着频率的提高，诸如开关损耗、门极驱动损耗、输出整流管的损耗会越来越突出，而且频率越高，对磁性材料的选择和参数设计的要求会越苛刻。另外高频下线路的寄生参数对线路的影响程度难以预料，整个电路的稳定性、运行特性以及系统的调试会比较困难。在本电源是，选定工作频率为85KHZ。5.2总体电路框图（如图5-1）图5-1总体电路框图5.3电路结构开关电源可以采用单端反激式或单端正激式电路，电源结构简单，工作可靠成本低。与单端反激式电路相比，单端正激式电路开关电流小，输出纹波小，更容易适合高频化。5.3.1输入滤波电路(电源噪声滤波器)图5-2输入滤波电路该滤波器有两个输入端，两个输出端和一个接地端只，制作使用时外壳使用金属屏蔽并接地，电路包括共模电感L、滤波电容器C1~C4。L对串模干扰不起作用，但当出现共模干扰时，由于两个线圈的磁通方向相同，经过耦合后总电感量迅速增大，因此共模信号呈现很大的感抗，使之不易通过。C3、C4跨接在输出端，经电容分压后接地，能有效的抑制共模干扰。5.3.2整流滤波电路（如图5-3）从电源噪声滤波器经过噪声滤波输出后的电压从整流滤波器输入，经过D1~D4进行桥式全波整流送往R1和C5组成的r型滤波电路进行滤波，得到+300V的非稳压的直流输出。采用桥式全波整流可省去笨重的输入变压器，使设计重量可大大减轻，图5-3整流滤波电路输出、也得到近似平滑的良好直流电压，转换效率相对较高。5.3.3软启动及反馈补偿电路如图5-4输入220V交流电，经过C1、L、C2进行低通滤波，滤波后的交流电压经D1~D4桥式整流以及电解电容C1、C2滤波后变成310V的脉动直流电压，此电压经通过电阻R18分压给UC3842提供启动电压，当电压达到16V时达到芯片的启动电压，UC3842开始工作并提供驱动脉冲，UC3842的启动电压大于16V，启动电流仅1mA即可进入工作状态。处于正常工作状态时，工作电压在10~34V之间，负载电流为15mA。超出此限制，开关电源呈欠电压或过电压保护状态，无驱动脉冲输出。图5-4软启动及反馈补偿电路刚启动开关电源时，UC3842所需要的+16V工作电压暂由R6、C9电路提供。+300V直流高压经过R6降压后加至UC3842的输入端Vt，利用C9的充电过程使Vt逐渐升至+16V以上，也就实现了软启动。一旦开关管转入正常工作状态，自馈线圈N2上所建立的高频电压经D5、C9、C10滤波后，就作为芯片的工作电压。至此启动过程结束。启动电路中有一34V稳压管，一旦输入端出现高压，此稳压管就被击穿，将Vt钳位于34V，保证芯片不至损坏。 输入电压锁定的目的是当输入欠压时，开关功率管自动关断，不至于欠压大电流运行。由于噪声干扰的影响，开关功率管有可能超负工作而损坏，为此给芯片加了PWM所存器。其作用是保证在每个时钟周期内只输出一个脉宽调制信号，能消除在过流检测比较器翻转时间产生的噪声干扰。R4、C8用以调整误差放大器的增益和频率响应。自馈线圈N2的输出电压Vt经过R5、R3分压后作为比较电压、与内部5.0V基准电压经过误差放大器进行比较调整，使Vo为5.0V的稳压电压输出。R8上的电流反馈5.3.4振荡电路见右图所示由R2、C7与UC3842内部振荡器，+5V基准电源一起完成振荡，产生高频信号。+5V基准电压经过定时电阻R2给C7充电，然后C7再经过芯片内部电路进行放电，从第4脚得到锯齿波电压。由于输出采用脉宽调制控制方式，考虑到Vt、Vref上的噪声电压也会影响输出脉冲宽度，振荡电路加了消噪电容C6。5.3.5开关管过流保护电路图5-5由分压电阻R18提供分得的电压接入UC3842的⑦（VCC）管脚，UC3842启动工作由⑥（output）输出推动开关管工作，输出信号为高低电压脉冲。高电压脉冲期间，场效应管导通，电流通过变压器原边，同时把能量储存在变压器中。根据同名端标识情况，此次变压器各路副边没有能量输出。当⑥脚输出的高电平脉冲结束时，场效应管截此，根据楞次定律，变压器原边为维持电流不变，产生下正上负的感生电动势，此时副边各路二极管导通，向外提供能量。同时反馈线圈向UC3842供电。UC3842内部设有欠压锁定电路，其开启和关闭阈值分别为16V和10V,电源电压接通之后，当7端电压升至16V时UC3842开始工作，启动正常工作后，它的消耗电流约为15mA。由于输入电压的不稳定，或者一些其他的外在因素，有时会导致电路出现短路、过压、欠压等不利于电路工作的现象发生，因此，电路必须具有一定的保护功能。如下图所示，如果由于某种原因，输出端短路而产生过流，开关管的漏极电流将大幅度上升，R6两端的电压上升，其中R19和C8组成滤波电路防止脉冲尖峰使电路误操作，UC3842的脚3上的电压也上升，当该脚的电压超过正常值0.3V达到1V（即电流超过1.5A）时，UC3842的PWM比较器输出高电平，使PWM锁存器复位，关闭输出。这时，UC3842的脚⑥无输出，MOS截止，从而保护了电路。图5-5开关管过流保护电路5.3.6直流输出与反馈电路（1）启动、反馈补偿电路（如图5-6）图5-6启动、反馈补偿电路刚启动开关电源时，UC3842所需要的+16V工作电压暂由R6、C9电路提供。+300V直流高压经过R6降压后加至UC3842的输入端，利用C9的充电过程使逐渐升至+16V以上，也就实现了软启动。一旦开关管转入正常工作状态，自馈线圈N2上所建立的高频电压经D5、C9、C10滤波后，就作为芯片的工作电压。至此启动过程结束。启动电路中有一34V稳压管，一但输入端出现高压，此稳压管就被击穿，将钳位于34V，保证芯片不至损坏。输入电压锁定的目的是当输入欠压时，开关功率管自动关断，不至于欠压大电流运行。由于噪声干扰的影响，开关功率管有可能超负荷工作而损坏，为此给芯片加了PWM锁存器。其作用是保证在每个时钟周期内只输出一个脉宽调制信号，能消除在过流检测比较器翻转时间产生的噪声干扰。R4、C8用以调整误差放大器的增益和频率响应。自馈线圈N2的输出电压经过R5、R3分压后作为比较电压、与内部5.0V基准电压经过误差放大器进行比较调整，使为5.0V的稳定电压输出。R8上的电流反馈信号，通过R7衰减从3脚过流检测入，送入电流检测比较器进行比较，使输出得到电流钳位目的，输出电流被限制在7A以下。5.4元件的选择5.4.1滤波电路和整流电路的设计 1、滤波电路器件（噪声滤波器器件）选择与参数计算 L的电感量一般取几毫亨，视电源噪声滤波器的额定电流I而定。 表1列出L与I的对应关系。表1 电感量与额定电流的关系额定电流I(A)136101215电感量范围（mH）8～122～40.4～0.80.2～0.30.1～0.150.01～0.08L典型值（mH）82.50.780.2250.110.073 C1、C2采用薄膜电容器，容量范围大至是0.01～0.47μf,主要用来消除串模干扰。C3、C4跨接在输出端，经电容分压后接地，能有效的抑制共模干扰。C3、C4宜选用陶瓷电容器，容量范围是2200～4700Pf,耐压值为630V.为提高防潮、抗震动与冲击性能，元件装入金属壳后用环氧树脂封固。5.4.2震荡频率计算震荡频率的计算公式为：f=（1.1）将R2=10KΩ，C6=4700p代入公式（1.1），f=38.3kHz,可近视40kHz。5.4.3输出高频变压器的设计与计算型号磁芯面积E-70.49E-121.44E-172.895.5磁芯的选择高频变压器的最大承受功率与磁芯截面积(单位)之间存在下述关系:=0.15(1.2)实际输出功率为==5*7=35。设效率为=70%，=0.7*35=50W,留设计余量,取=80W,代入公式(1.2)得=1.34,查上表E-12=1.44,与之最接近。E-12的饱和磁通密度为，使用时为防止出现磁饱和现象损坏开关功率管，可取B=250T。计算脉冲最大占空比公式：=.100%(1.3)取市电输入范围110-260V。经全波整流和滤波后的直流输入电压≈360V，≈240V。单端反激式开关电源中所产生的反向电动势e≈170V,线圈漏感造成的尖峰电压=100V。代入公式（1.3）=41.5%。(3)初级线圈的电感量公式:=(1.4)将=70%,=240V,=41.5%,=35W,f=40kHz代入(1.4)得=2.48mH。（4）求峰值电流和过载保护电流公式：=（1.5）=1.3(1.6)求出==1.0A=1.3A在次级线圈上的储能为W==2.1mJ5.5.1气隙长度 由于反激式变换器的变压器为单向激磁，为了能储存较大的能量且防止磁饱和，其磁芯加气隙。气隙会产生较大的磁阻，而且大多数变压器所储存的能量是在气隙所构成的体积中，故有（C）式中H—气隙磁场强度，； —空气导磁率，V—气隙的体积，V=整理(C)可得（D）为了计算方便，的单位取cm，的单位取cm,，则上式变为（E）代入数据计算得5.5.2原边绕组匝数根据电磁感应定律得所以(F)由式（E）和（F）,可求得计算原边绕组匝数的另一个公式如下代入数据到式（F）计算得5.5.3副边绕组匝数因为所以代入数据计算得5.5.4反馈绕组匝数因为芯片的启动电压是16V,所以U=16V。N=NN=98=5.2计算副边绕组的线径考虑集肤效应及邻近效应，副边绕组的导线半径应约为选择副边绕组的线径时，查阅导线规格表，选取19号AWG导线，标称面积为6.53，满足导线半径的要求。假定电流密度值取450A/cm,19号AWG导线可通过3A电流。副边绕组的电流为19A,因此，副边绕组选5股线绞绕，则每股线电流为3A5.5滤波电路（传导EMI滤波器）和整流电路为了抑制开关电源的传导噪声，需要设计传导EMI滤波器。开关电源典型的交流输入EMI滤波器如下图所示。L1为共模扼流圈，用于消除低通共模噪声。设计EMI滤波器时，一般要求开关频率处共模噪声衰减大约为24dB,因此转折频率为f=f10开关频率为40KHZ时，f=4010=10（KHZ）线路阻抗为50（这是LISN的测试阻抗值），阻尼因子不低于0.707，则电感和电容可按如下计算L===900C===0.28在额定电压为400V时，最大可使用的C1电容值是0.1，为了保持转折频率不变，电感值应为L=900=2.502mH此时阻尼因子为1.518C1电容接于电源线和接地线之间，要满足高压绝缘试验（hipot）测试电压2500V(RMS)的要求，且满足表7-1所列的安全规格规定的泄漏电流值范围。“Y”电容要求等效串联电感（ESL）较小。各国的安全规格及泄漏电流值国家最大泄漏电流（mA）电压（V）频率（HZ）规格名称美国5.012060UL478加拿大5.012060C22.1NO.1瑞士0.525050SEV1054-10.25C1电容接于输入电源线之间，只需要满足250V（RMS）电压等级要求。C1电容值得选择较任意，一般在0.001~1的范围内。C1电容愈大，则引入的损耗也愈大。“X”电容也要求等效串联电感（ESL）较小。在同一个闭合磁路磁芯上绕制相同的两个电感线圈，输入工频电流产生的磁通相互抵消，防止了磁芯饱和，而共模电流产生的磁通方向相同，互感系数相加。共模扼流圈的磁芯最好运用高磁导率环形磁芯，它产生的杂散磁场非常小。5.6全波整流在有电容滤波并接有负载的情况下，应介于0.9与1.4之间如果整流电路内阻很小，则一般可以认为:≈0.9≈1.4≈0.9=198V≈1.4=308V每两个二极管串联导通半周，因此，每个二极管中流过的平均电流也个全波整流一样即：===0.75A5.7滤波电容C5滤波电路是以稳压电路为负载的，可以认为是恒流放电，则滤波电容的电容可以根据以下公式估算：C=t—放电时间，采用桥式整流电路时，最大放电时间可取交流电源的半周（10ms）I—滤波电容放电电流，一般可取最大负载量—滤波电容上电压在平均值上下的波动量，本电容去±2V，则总波动量为4V。则电容C5的容量值可求得：电容器的耐压值U应按市电电压升到最大值，以及负载为空载时的情况来进行选择，即：U=1.1U=409.552V所以在本课题我们使用的电容C5的规格是100uF/400V5.8启动电阻为了正常启动，电容器C必须储存足够的能量，电容容量应足够大,电压小于16V时，芯片工作电流小于1mA，但是，通常情况下，VCC端电压都比较大，这样完全通过R1来提供正常工作电压就会使R1自身功耗太大，对整个电源来说效率太低。一般来说，随着UC3842的启动，R1的工作也就基本结束，接下来就由反馈绕组产生电压来为UC3842供电。R1的功率一般选1W、2W就足够了。理论上UC3842启动电流在1mA以内，实际应用按2.6~3.0mA设计则工作比较便利。即电阻R可按下式计算因为R1=所以在本课题中，我们使用的启动电阻R1选825.9振荡器与时钟电路振荡器OSC通过一个RC网络定时如下图。电容C由5V参考电压通过R充电，充电到最大值后通过内部电路放电，这样就形成了锯齿波。振荡器在锯齿波上升过程中输出低电平，在电容放电过程中输出高电平，这个信号就是芯片的时钟信号。在室温下，每个振荡周期锯齿波从1.1V上升到2.8V，然后再下降到1.1V。改变和的值就可以改变振荡周期。UC3842的最大占空比可以接近100%。由于占空比利用的是电容充电的时间段，而放电段属于“死区时间”。因此，最大占空