开关电源毕业设计

目录摘要 1关键词 1Abstract 1Keywords 11开关电源概述 21.1开关电源的定义与分类 21.2开关电源的基本工作原理与组成 21.2.1开关电源的基本工作原理 21.2.2开关电源的组成 31.3开关电源待解决的问题及发展趋势 31.3.1开关电源待解决的问题 31.3.2开关电源的发展趋势 42设计方案 52.1本课题选题意义 52.2方案的设计要求 52.3选取的设计方案 53反激式高频开关电源系统的设计 63.1高频开关电源系统参数及主电路原理图 63.2单端反激式高频变压器的设计 73.2.1高频变压器设计考虑的问题 73.2.2单端反激式变压器设计 83.3高频开关电源控制电路的设计 113.3.1PWM集成控制器的工作原理与比较 113.3.2UC3842工作原理 123.3.3UC3842的使用特点 143.4反馈电路及保护电路的设计 153.4.1过压、欠压保护电路及反馈 153.4.2过流保护电路及反馈 153.5变压器设计中注意事项 164总结 16致谢 17参考文献 17开关电源设计电气工程及自动化专业学生指导教师摘要：单端反激式开关电源具有输出纹波小、输出稳定、体积小、重量轻、效率高以及具有良好的动态响应性能等许多优点，被广泛应用在小功率开关电源的设计中。为此本论文以反激式高频开关电源为设计方向而展开，对高频变压器的认知及所注意的问题，其中包括磁芯损耗、绕组损耗、温升以及磁芯要求。高频单端反激式变压器是本文的中心内容，其核心参数设计许多，具体内容正文中有详细介绍。其次是控制电路的设计，首先我们要对PWM集成控制器原理的有所了解，在此基础上保护两种控制模式分别是电压模式和电路模式。同时采用UC3842开关电源集成控制器，其最大优点是外接元件少，外电路装配简单等。关键词：高频单端反激式变压器PWM集成控制器UC3842集成控制器保护电路SwitchingPowerSupplyDesignStudentmajoringinelectricalengineeringandautomationYinJiruiTutorKongXiangxinAbstract：Single-endedflybackswitchingpowersupplywithoutputripplesmall，stableoutput，smallvolume，lightweight，highefficiencyandgooddynamicresponseperformanceandmanyotheradvantages，iswidelyusedinthedesignoflowpowerswitchingpowersupply.Thereforethisthesisdesigndirectionfortheflybacktypehighfrequencyswitchingpowersupply，thecognitionofhigh-frequencytransformerandattentionproblems，includingmagneticcorelossandwindinglossandtemperatureriseandcorerequirements.Highfrequencysingle-endedflybacktransformeristhecorecontent，itscoreparameterdesignmany，theconcretecontentoftextindetail.Followedbythedesignofthecontrolcircuit，firstweneedtoknowsomethingoftheprincipleoftheintegratedPWMcontroller，onthebasisoftheprotectionoftwocontrolmodes，respectively，thevoltagemodelandcircuitmodel.UsingUC3842switchingpowersupplyintegratedcontrolleratthesametime，itsbiggestadvantageislessexternalcomponents，simpleexternalcircuitassembly，etc.Keywords：Highfrequencysingle-endedflybacktransformerIntegratedPWMcontrollerIntegrationofUC3842controllerProtectioncircuit1开关电源概述1.1开关电源的定义与分类开关电源（SwitchingPowerSupply），因电源中起调整稳压控制功能的器件始终以开关方式工作而得名。它是利用现代电力电子技术，通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源，具有体积小、重量轻、功耗小、效率高、纹波小、噪音低、智能化程度高、易扩容等优良特性，广泛应用在诸如计算机、彩色电视机、程控交换机、摄像机、VCD、电子游戏机等电子设备上。随着电力电子技术的发展，特别是大功率器件IGBT和MOSFET的迅速发展，将开关电源的工作频率提高到相当高的水平，使其具有高稳定性和高性价比等特性，因此，开关电源将逐渐取代使用工频变压器的线性稳压电源。开关型稳压电源的电路结构一般分类如下：（1）按驱动方式分，有自激式和他激式。（2）按DC/DC变换器的工作方式分：①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；②降压型、升压型和升降压型等。（3）按电路组成分，有谐振型和非谐振型。（4）按控制方式分：①脉冲宽度调制（PWM）式②脉冲频率调制（PFM）式③PWM与PFM混合式1.2开关电源的基本工作原理与组成1.2.1开关电源的基本工作原理开关电源的工作过程相当容易理解，在线性电源中，让功率晶体管工作在线性模式，与线性电源不同的是，PWM开关电源是让功率晶体管工作在导通和关断的状态，在这两种状态中，加在功率晶体管上的伏-安乘积是很小的（在导通时，电压低，电流大；关断时，电压高，电流小）/功率器件上的伏安乘积就是功率半导体器件上所产生的损耗。与线性电源相比，PWM开关电源更为有效的工作过程是通过“斩波”，即把输入的直流电压斩成幅值等于输入电压幅值的脉冲电压来实现的。脉冲的占空比由开关电源的控制器来调节。一旦输入电压被斩成交流方波，其幅值就可以通过变压器来升高或降低。通过增加变压器的二次绕组数就可以增加输出的电压组数。最后这些交流波形经过整流滤波后就得到直流输出电压。如图1.1所示。图1.1开关电源的基本组成图控制器的主要目的是保持输出电压稳定，其工作过程与线性形式的控制器很类似。也就是说控制器的功能块、电压参考和误差放大器，可以设计成与线性调节器相同。他们的不同之处在于，误差放大器的输出（误差电压）在驱动功率管之前要经过一个电压/脉冲宽度转换单元。开关电源有两种主要的工作方式：正激式变换和升压式变换。尽管它们各部分的布置差别很小，但是工作过程相差很大，在特定的应用场合下各有优点。1.2.2开关电源的组成开关电源由以下4部分构成：（1）主电路：从交流电网输入，到直流输出的主要电路。主要包括输入电磁干扰滤波器、输入整流滤波器、高频变压器、功率开关管和输出整流滤波器。（2）控制电路：包括输出端取样电路、反馈电路和脉宽调制器（或通∕断控制电路）。（3）检测及保护电路：检测电路有过电流检测、过电压检测、欠电压检测、过热检测等；保护电路可分为过电流保护、过电压保护、欠电压保护、箝位保护、过热保护、自动重启动、软启动、缓启动等多种类型。（4）其他电路：如锯齿波发生器、偏置电路、光耦合器等。1.3开关电源待解决的问题及发展趋势1.3.1开关电源待解决的问题客观上说，开关电源的发展是非常快的，这是因为它具有其他电源所无法比拟的优势。材料之新、用途之广，是它快速发展的主要动力。但是，它离人们的要求、应用的价值还差得较远，体积、重量、效率、抗干扰能力、电磁兼容性以及使用的安全性都不能说是十分完美。目前要解决的问题有：①器件问题。电源控制集成度不高，这就是影响了电源的稳定性和可靠性，同时对电源的体积和效率来说也是一个大问题。②材料问题。开关电源使用的磁芯、电解电容及整流二极管等都很笨重，也是耗能的主要根源。③能源变换问题。按照习惯，变换有这样几种形式：AC/DC变换、DC/AC变换以及DC/DC变换等。实现这些变换都是以频率为基础，以改变电压为目的，工艺复杂，控制难度大，始终难以形成大规模生产。④软件问题。开关电源的软件开发目前只是刚刚起步，例如软开关，虽然它的损耗低，但难以实现高频化和小型化。要做到“软开关”并实现程序化，更是有一定的困难。要真正做到功率转换、功率因素改善、全程自动检测控制实现软件操作，目前还存在很大差距。⑤生产工艺问题。往往在实验室中能达到相关的技术标准，但在生产上会出现各种问题。这些问题大多是焊接问题和元器件技术性能问题，还有生产工艺上得检测、老化、粘结、环境等方面的因素。没有先进的工艺设备，怎能生产出一流的产品？1.3.2开关电源的发展趋势目前，开关电源以小型、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、通信设备中。而随着近些年来科学技术的不断发展，开关电源技术在实际需要的推动下快速的发展，具体的发展趋势可以总结为以下几个方面：（1）高频化开关频率的提高有利于开关电源的体积减小，重量减轻，动态响应得到改善。早期开关电源的频率仅为几千赫兹，随着电力电子器件及磁性材料性能的不断改进，开关频率渐渐地提高。在这个过程中，IGBT的出现，使得开关电源的容量不断增大，在许多中等容量范围内，迅速取代了晶闸管相控电源。并且，IGBT的开关速度很高，通态压降低。但是，随着开关频率的提高，电源的电磁干扰问题也变得突出起来。如何在提高开关频率的情况下，最大限度的减少电磁干扰对电源的影响，是一个摆在科研工作者面前的急需解决的问题。（2）非隔离DC/DC技术近年来，非隔离DC/DC技术发展迅速。它们基本上可以分成两大类。一类在内部含有功率开关元件，称DC/DC转换器。另一类不含功率开关，需要外接功率MOSFET，称DC/DC控制器。按照电路功能划分，有降压的STEP-DOWN、升压的BOOST，还有能升降压的BUCK-BOOST或SEPIC等，以及正压转成负压的INVERTOR等。其中品种最多，发展最快的还是降压的STEP-DOWN。根据输出电流的大小，分为单相、两相及多相。控制方式上以PWM为主，少部分为PFM。目前一套电子设备或电子系统由于负载不同，会要求电源系统提供多个电压挡级。如台式PC机就要求有+12V、+5V、+3.3V、-12V四种电压以及待机的+5V电压，主机板上则需要2.5V、1.8V、1.5V甚至1V等。一套AC/DC中不可能给出这样多的电压输出，而大多数低压供电电流都很大，因此开发了很多非隔离的DC/DC。（3）数字化高频开关电源的另一发展趋势是数字化。过去在传统功率电子技术中，控制部分是按模拟信号来设计和工作的。随着数字处理技术的发展成熟，其优点明显便于计算机处理控制、避免模拟信号的畸变失真、减小杂散信号的干扰，提高抗干扰能力、便于软件包的调试和遥感遥测遥调，也便于自诊断、容错等技术的植入等。这类电源大体上包括两个部分，即硬件和软件。其中，硬件部分包括PWM的逻辑部分、时钟、放大器环路的模数转换、数模转换以及数字处理、驱动、同步整流的检测和处理等。而在软件方面可以通过DSP或热待机状态有效调整系统工作点，使系统处于最佳效率工作点。比如艾默生网络能源公司的通信电源休眠节能技术，就是使电源系统根据系统的负载情况和系统当前的工作情况，通过合理的逻辑判断和控制，在保证系统冗余安全的条件下，有选择的打开或休眠部分模块，使系统工作在最佳效率点，节能效率显著。通过采用以上节能方案优化通信电源系统设计，可将目前业界在网应用的通信电源的实际工作效率低载时提高个百分点，高载时提高个百分点，从而使站内通信电源达到直接节能与间接节能的目的。2设计方案2.1本课题选题意义本课题研究的是高频开关电源及其几个研究热点，符合开关电源的发展方向，有助于新技术在国内开关电源中的应用。理论联系实际，通过高频开关电源的研发，可以使得理论知识应用于实际工程中，同时也培养了作者的科研能力和创新意识。高频开关电源（也称为开关型整流器SMR）通过MOSFET或IGBT的高频工作，开关频率一般控制在50-100kHz范围内，实现高效率和小型化。2.2方案的设计要求以下是高频开关电源的基本功能：（1）通过MODEM和电话网与监控中心通信，从通信口读取高频开关电源的信息。（2）测量模块的输出电流和电压、直流母线电流和电压、电源的输出电流和电压、电池充放电电流和电压等。（3）控制电源的输出电流和稳流，控制电源的开关机等。（4）控制高频开关电源实现对蓄电池浮充、均充方式的自动转换。（5）控制硅链的自动或手动投切，保证控制母线的稳压精度，进而保证微机和晶体管保护用电的可靠性，防止造成保护误动。（6）调节充电限流值和总输出电流稳流值。（7）具有本地和远程控制方式，采用密码允许或禁止方式操作，以增强系统运可靠性。2.3选取的设计方案本次设计控制电路形式为反激式，单端反激式电路比正激式开关电源少用一个大储能滤波电感以及一个续流二极管，因此其体积小，且成本低。此电源设计要采用的是反激式的开关管连接方式，并且开关电源的触发方式是他激式。设计采用了UC3842作为PWM控制电路。电源开关频率的选择决定了变换器如开关损耗、门极驱动损耗、输出整流管的损耗会越来越突出，对磁性材料的选择和参数设计的要求也会越苛刻。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。开关频率越高，变压器、电感器的体积越小，电路的动态响应也越好。但随着频率的提高，诸源中，选定工作频率为100。3反激式高频开关电源系统的设计3.1高频开关电源系统参数及主电路原理图系统参数如下：电路形式：单端反激式；交流电源：；开关电源输出电压、电流：+5V，1A；12V，1A；+30V，1A。开关管开关频率：。主电路设计图如图3.1所示，其中的控制芯片采用UC3842。电源的输出电压等级有三种：＋5V、12V、+30V。该电路的变换器是一个降压型开关电路。由单管驱动隔离变压器TC主绕组N1电流，C2、R3可以提供变压器原边泄放通路。输出经整流、滤波送负载。芯片所用的电源VCC由R2从整流后电压提供。VCC同时也作为辅助反馈绕组N3的反馈电压。如图3.1所示。图3.1UC3842构成的反激式开关电源电路图220V电由C1、L1滤除电磁干扰，负温度系数的热敏电阻限流，再经VC整流、C2滤波，电阻R1、电位器Rw1降压后加到UC3842的供电端（⑦脚），为UC3842提供启动电压，电路启动后变压器的副绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压，另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚，为UC3842提供负反馈电压，其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。④脚和⑧脚外接的R6、C8决定了振荡频率，其振荡频率的最大值可达500KHz。R5、C6用于改善增益和频率特性。⑥脚输出的方波信号经R7、R8分压后驱动MOSFEF功率管，变压器原边绕组①②的能量传递到副边各绕组，经整流滤波后输出各数值不同的直流电压供负载使用。电阻R10用于电流检测，经R9、C9滤滤后送入UC3842的③脚形成电流反馈环。所以由UC3842构成的电源是双闭环控制系统，电压稳定度非常高。3.2单端反激式高频变压器的设计3.2.1高频变压器设计考虑的问题（1）磁芯损耗磁芯损耗取决于磁感应增量、频率和温度。若不考虑温度影响，软磁铁氧体铁芯总损耗通常由三部分构成：磁滞损耗Ph、涡流损耗Pe和剩余损耗Pr。每种损耗产生的频率范围是不同的，铁芯总损耗为：（3-1）式（3-1）其中KP为铁芯损耗系数，不考虑温度时为常数，V为铁心体积，f为工作频率，B为磁感应强度，m、n分别是工作频率和磁感应的指数，它们与铁芯的材料有关，具体数值可以通过查表得到。（2）绕组损耗由于谐波的存在，绕组损耗也是变压器损耗的重要组成部分，对变压器来说谐波畸变率越大，损耗也将会越大。在谐波影响下，变压器的绕组损耗将随着谐波电流的增大而增大。由于非全相整流负荷的原因，变压器中会存在直流分量，它会使变压器产生偏磁。因此，如果考虑直流分量的影响，绕组损耗的计算公式为：（3-2）式（3-2）中：为绕组损耗，h为谐波次数，（1）为第h次谐波下原边绕组的电阻，（2）为第h次谐波下副边绕组的电阻，（1）为流过原边绕组的谐波电流的有效值，（2）为流过副边绕组的谐波电流的有效值。（3）温升高频变压器的温升对系统的工作状态和输出功率会有影响，而温升与能量损耗一般成正比关系，即：（3-3）其中——比例常数，即热阻——温升——损耗功率由上式（3-3）可知，为了降低温升，必须减少能量的损耗。而能量的损耗又直接与铁芯损耗和绕组损耗有关，因此在设计中必须考虑降低它们的损耗量。（4）磁芯要求高频变压器与50Hz的工频变压器相比，频率提高了几百倍，绕组匝数大大减少，铜耗及调整率减小，但铁芯中的损耗将随频率的提高大大增加。一般开关电源中使用的铁芯有如下要求：（1）尽可能高的磁感应强度（但注意在最大输出功率时，不能达到饱和，以免产生失真）；（2）尽可能高的导磁率：（3）要求磁损较小：（4）要求线包加工及装配容易：（5）磁特性随温度变化要小，即要求较稳定的温度系数。3.2.2单端反激式变压器设计单端反激式变压器又称电感储能式变压器，当高压开关管Q1被脉宽调制（PulseWidthModulation，PWM）脉冲信号激励而导通时，直流输入电压施加到高频变压器T的原边绕组上，在变压器次级绕组上感应出的电压使整流管D1反向偏置而阻断，此时电源能量以磁能形式存储在初级电感中；当开关管Q1截止时，原边绕组两端电压极性反向，副边绕组上的电压极性颠倒，使D1导通，储存在变压器中的能量释放给负载。如图3.2所示。图3.2单端反激式变压器工作原理图①变压器磁芯的选择开关电源输出功率：（3-4）磁芯材料选用锰-锌铁氧体，其饱和磁感应强度为：5000Gs，相对磁导率：，取最大磁通密度：。当磁芯中磁感应强度小于时，磁芯的相对磁导率可取：，磁芯磁导率为：（3-5）开关电源效率取，则所需要的变压器面积乘积为：=（3-6）式（3-6）中：窗口利用系数取0.3，绕组电流密度取3。由于骨架需要，选择EI40磁芯，其磁芯截面积为：窗口面积为：磁路长度：面积乘积为：（3-7）所以综上计算EI40满足功率输出能力要求。②原边绕组匝数的选取原边直流电压范围：取：电源电压最低、负载最大时，最大占空比为50%，由上可得原边匝数：（3-8）③原边电流最大值的计算：（3-9）④各副边绕组匝数计算：根据原边电流峰值，考虑损耗因素，选择开关管，选用大功率三极管，其，取主输出整流管导通压降，安全裕量。（1）主输出绕组匝数为：（匝）（3-10）即只要主输出绕组匝数大于上式的计算值，开关管就不会过压。故取主输出绕组匝数为：（2）输出绕组匝数：考虑到输出作为运算放大器电源，需要较高的电压精度，整流滤波后采用三端稳压器稳压，故取：（匝）其反激电压为：（3-11）（3）+30V输出绕组匝数：+30V输出用于触发电源，精度要求不高，其匝数为：（3-12）考虑到内阻压降，故+30V输出绕组取：（匝）⑤磁路间隙计算：（3-13）⑥原边绕组电感计算：（3-14）⑦各绕组线径的计算：（1）原边绕组：匝数73匝；额定电流选用：，截面积；最大电流密度：（3-15）（2）主输出绕组：匝数匝；额定电流：选用：，截面积最大电流密度：（3-16）（3）输出绕组：匝数匝；额定电流：选用：，截面积：最大电流密度：（3-17）（4）+30V输出绕组：匝数匝额定电流：⑧窗口的验算：绕组截面积和：（3-18）ET40磁芯窗口面积为，实际窗口利用系数：（3-19）则窗口符合要求。3.3高频开关电源控制电路的设计开关电源的主电路主要处理电能，而控制电路主要处理电信号，属于“弱电”电路，但它控制着主电路中的开关器件的工作，一旦出现失误，将造成严重后果，使整个电源停止工作或损坏。电源的很多指标，如稳压稳流精度、纹波、输出特性等也都同控制电路相关。因此，控制电路的设计质量对电源的性能至关重要。3.3.1PWM集成控制器的工作原理与比较PWM集成控制器通常分为电压控制模式和电流控制模式。电流控制模式优点动态响应快，补偿及保护电路简单，增益带宽大，易于均流及可防止偏磁等。电流控制模式又分为峰值电流模式和平均电流模式，本论文采用峰值电流控制模式。如图3.3所示。图3.3电压控制模式图3.3电流控制模式电压电流两种控制模式的工作原理如图（1）为电压控制模式的PWM原理图。由图可以看出电压控制模式只有一个电压反馈闭环，采用脉冲宽度调制法。它工作的基本原理是：当恒频时钟脉冲置位锁存器时，输出电压与参考电压经误差放大器EA放大后得到了一个误差电压信号，再与振荡电路产生的固定锯齿波电压经PWM比较器COM比较，由锁存器输出占空比随误差电压信号变化的具有一定占空比的一系列脉冲。如图（2）为峰值电流控制模式的PWM原理图。由图可以看出，它在原有的电压环上增加了电流反馈环节，构成电压电流双闭环控制。它工作的基本原理是：输出电压与参考电压经误差放大器EA放大后得到一个误差电压信号，再与变压器初级电感线圈中电流的采样电压比较，产生调制脉冲的宽度，由恒频时钟脉冲置位锁存器输出脉冲，使得误差信号对电感电流的峰值起控制作用。当幅度达到电平时，PWM比较器的状态翻转，锁存器复位，驱动撤除，开关管关断，电路逐个地检测和调节电感电流脉冲，由此控制电源的输出电压。若输入电压下降，整流后的直流电压下降，经电感延迟使输出电压下降，经误差放大器延迟，电压不变，在电流环中电感的峰值电流也随输入电压下降，电感电流的斜率下降，导致斜坡电压推迟到达，使PWM占空比增大，起到调整输出电压的作用。3.3.2UC3842工作原理UC3842是高性能固定频率电流模式控制器，专为离线和直流至直流变换器应用而设计，是一种型性能优良的电流控制型脉宽调制芯片。该调制器单端输出，能直接驱动双极型的功率管或场效应管。其主要优点是其管脚效应少，外围电路简单，电压调整率可达0.01%，工作频率最高达500KHz，启动电流小于1mA，正常工作电流为5mA，并可利用高频变压器实现与电网的隔离。该芯片集成了振荡器、具有高温补偿的高增益误差放大器、电流检测比较器、图腾柱输出电流、输入和基准欠电压锁定电路以及PWM锁存器电路。主要特点如下：（1）微调的振荡器放电电流，可精确控制占空比；（2）电流模式工作到500kHZ：（3）自动前馈补偿；（4）锁存脉宽调制，可逐周限流；（5）内部微调的参考电压，带欠压锁定；（6）大电流图腾柱输出；（7）欠压锁定，带滞后。UC3842为双列8脚单端输出的它激式开关电源驱动集成电路，如图3.4所示。其内部电路包括振荡器、误差放大器、电流取样比较器、PWM锁存电路、5VC基准电压、欠压锁定电路、图腾柱输出电路、输出电路等。图2-3示出了UC3842内部框图和引脚图，UC3842采用固定工作频率脉冲宽度可控调制方式，共有8个引脚，各脚功能如下：图3.4UC3842内部结构脚是误差放大器的输出端，外接阻容元件用于改善误差放大器的增益和频率脚是反馈电压输入端，此脚电压与误差放大器同相端的2.5V基准电压进行比较，产生误差电压，从而控制脉冲宽度；脚为电流检测输入端，当检测电压超过1V时缩小脉冲宽度使电源处于间歇工作状态；脚为定时端，内部振荡器的工作频率由外接的阻容时间常数决定，f=1.8/（RT×CT）；脚为公共地端；脚为推挽输出端，内部为图腾柱式，上升、下降时间仅为50ns驱动能力为±1A脚是直流电源供电端，具有欠、过压锁定功能，芯片功耗为15mW；⑧脚为5V基准电压输出端，有50mA的负载能力。3.3.3UC3842的使用特点（1）采用单端图腾柱式PWM脉冲输出，输出驱动电流为±200，峰值可达±1A。（2）启动电压大于16V，启动电流仅1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15。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。（3）内设5V（50）基准电压源，经2∶1分压后作为取样基准电压。（4）输出电流为200，峰值为1A，既可驱动双极型三极管也可驱动MOSFET管。若驱动双极型三极管，应加入开关管截止加速RC电路，同时将内部振荡器的频率限制在40以下。若驱动MOSFET管，振荡频率由外接RC电路设定，工作频率最高可达500。（5）内设过流保护输入（③脚）和误差放大输入（①脚）两个PWM控制端。误差放大器输入构成主PWM控制系统，可使负载变动在30％～100％时输出负载调整率在8％以下，负载变动在70％～100％时负载调整率在3％以下。（6）过流检测输入端可对每个脉冲进行控制，直接控制每个周期的脉宽，使输出电压调整率达到0.01%／V。如果③脚电压大于1V或①脚电压小于1V，PWM比较器输出高电平使锁存器复位，直到下一个脉冲到来时才重新置位。利用①脚和③脚的电平关系，在外电路控制锁存器的开/闭，使锁存器每个周期只输出一次触发脉冲。因此，电路的抗干扰性极强，开关管不会误触发，提高了可靠性。（7）内部振荡器的频率由④脚外接电阻与⑧脚外接电容设定。集成电路内部基准电压通过④脚引入外同步。④脚和⑧脚外接RT、CT构成定时电路，CT的充电与放电过程构成一个振荡周期，其振荡频率可由下式近似得出：（3-20）3.4反馈电路及保护电路的设计3.4.1过压、欠压保护电路及反馈图3.5输出电压反馈及保护电路启动后变压器的付绕组③④的整流滤波电压一方面为UC3842提供正常工作电压，另一方面经R3、R4分压加到误差放大器的反相输入端②脚，为UC3842提供负反馈电压，其规律是此脚电压越高驱动脉冲的占空比越小，以此稳定输出电压。3.4.2过流保护电路及反馈如图3.6所示。图3.6过流保护电路及输出反馈过流保护电路是由R10、R9以及C9组成。R9上的电压反映了电流瞬时值，当开关电源发生过电流时，开关管S1漏极的电流会增大，会增大，接入UC3842的保护输入端③脚，当=1V时，UC3842芯片的输出脉冲将关断。通过调节R10和R9的分压比可以改变开关管的限流值，实现电流瞬时值的逐周期保护比较，属于限流式保护。输出脉冲关断，实现对电流平均值的保护，属于截流式保护。原边输出电流，UC3842输出电流，所以三极管漏极电流。假设，滤波电容。所以流过R9的电流：（3-21）所以：（3-22）3.5变压器设计中注意事项首先要确定变压器应用的电路结构，再采用正确的计算方法选择最优磁芯。在通过窗口充填系数核算磁芯窗口面积时，如果窗口的利用率过大或过小都必须重新选择磁芯，重新开始设计。由于磁芯的磁通量越大磁芯体积越小，在设计过程中可先根据窗口面积选择最小的铁芯体积，再根据工作频率选择合适的磁芯频率和磁通量。因此，为了降低损耗要综合上述两个方面的因素来合理地选择磁芯。为了减少绕组的损耗，可从如下三个方面综合考虑：第一，要减少电路中的谐波分量；第二,绕组导线要细化；第三，选择合适的绕线方式。设计中要根据损耗的大小考虑温升问题并留有余地，以保证变压器能够正常工作。设计中，在最大输出功率时，磁芯中的磁感应强度不应达到饱和，以免在大信号时产生失真。AP法对于已形成标准化和系列化的铁氧体磁心非常有效，却不适用于目前尚无统一形状及尺寸系列标准的非晶及纳米晶软磁合金。因此，对于采用纳米晶软磁合金材料的变压器，其磁心参数需采取其它设计方法。4总结忙忙碌碌了许久，通过对开关电源相关知识的了解及查阅，我对其有了相当大的知晓，首先可以确认的是，开关电源在我们生活中必不可少，其应用的范围很广。与其相对的还有一种铁芯变压器电源，为此我来将开关电源与其比较下有些什么优点：一是节能。绿色电源是开关电源中用途最为广泛的电源，它的效率一般可达到85%，质