UC3843應(yīng)用電路

1、UC3843 應(yīng)用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計(jì)（1）2009-12-1810:41:06 作者：來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng)瀏覽次數(shù)：1168 文字大?。骸敬蟆俊局小俊拘　亢?jiǎn)介：UC3843 應(yīng)用電路一一 15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計(jì)本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，重點(diǎn)討論了多路輸出模塊電源設(shè)計(jì)與.關(guān)鍵字：UC3843畫囹 UC3843 應(yīng)用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設(shè)計(jì)本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細(xì)設(shè)計(jì)過(guò)程，重點(diǎn)討論了多路輸出模塊電源設(shè)計(jì)與單路輸出的不同，詳細(xì)介紹了

2、 DC/DC 模塊電源中常用的新型芯片 UC3843 的外圍電路參數(shù)的設(shè)計(jì)， 給出了多路輸出模塊電源中變壓器和耦合電感的設(shè)計(jì)過(guò)程及滿足各項(xiàng)性能指標(biāo)應(yīng)注意的各種問(wèn)題。關(guān)鍵詞：DC/DC 變換器；多路輸出；UC3843;耦合電感弓I言DC/DC 模塊已被廣泛應(yīng)用于鐵路通信、微波通訊、工業(yè)控制、船舶電子、航空電子、地面雷達(dá)、消防設(shè)備和醫(yī)療器械教學(xué)設(shè)備等諸多領(lǐng)域，其中有許多應(yīng)用場(chǎng)合需要多路輸出，如在單片機(jī)智能控制器中，單片機(jī)供電需要 5V,而運(yùn)放通常需要 12V。在設(shè)計(jì)多路輸出時(shí)，有許多地方和單路輸出不同，既要考慮變壓器管腳限制、多副邊變壓器設(shè)計(jì)、各路的穩(wěn)壓電路實(shí)現(xiàn)，又要考慮每路輕載及滿載的負(fù)載調(diào)整率

3、，以及負(fù)載的交叉調(diào)節(jié)特性等。本文將通過(guò)一個(gè)給單片機(jī)智能控制器供電的 15W 三路模塊電源的設(shè)計(jì)實(shí)例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明多路輸出模塊電圖 1 多路輸出開(kāi)關(guān)電源原理圖模塊電源的工作原理本文針對(duì)單片機(jī)主板供電電源所設(shè)計(jì)的多路輸出開(kāi)關(guān)電源如圖 1 所示，其中電感 L201、L202、L203 是耦合電感，L204 是偏置繞組，由于變壓器管腳限制，取自耦合電感。電源工作原理如下：電路采用單端正激變換電路，當(dāng)變換器接通電源時(shí)，輸入直流電壓經(jīng)由電阻、12V 穩(wěn)壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路穩(wěn)壓降壓后,啟動(dòng) UC3843 進(jìn)入正常工作，偏置繞組 L204 的供電電路開(kāi)始工作，輸出經(jīng) A4 和

4、C601 整流及濾波后輸出 12V 電壓，高于自供電電壓，使二極管 A4 反偏，啟動(dòng)電路停止工作。變換器進(jìn)入正常工作后，電源依據(jù) PWM 脈寬調(diào)制方式工作，次級(jí)繞組的輸出經(jīng)過(guò)二極管整流以及電容器和電感器組成的 LC 型濾波器濾波后，產(chǎn)生所需白各路輸出直流電壓。+5V 的輸出電壓由電阻器 R402 和 R406 分壓后， 與可編程穩(wěn)壓源 TL431(U3)中的 2.5V 參考電壓比較， 然后通過(guò)光耦合器 U2 反饋到 UC3843 的 2 腳，控制脈沖的占空比，穩(wěn)定 5V 輸出。耦合電感 L202 和 L203 實(shí)現(xiàn)+/-12V兩路穩(wěn)壓。過(guò)流保護(hù)電阻 R101、R102 檢測(cè)到開(kāi)關(guān)管的過(guò)流信號(hào)，

5、送入 3843 的 3 腳，封鎖 UC3843 的輸出信號(hào)，實(shí)現(xiàn)過(guò)流保護(hù)。設(shè)計(jì)方案選擇源的設(shè)計(jì)。LR14D1Q4匚宏MHR舊2SC364855CM即口汀F.27DAFFY15XRM22KD口印I05CMXB632CDCCI02CMHAM3DNREOIARB2IAPIOATL4MICOOIPS27O1ICJO1UC3-54JB,R3Q7F1L03AL 勺況 C20；I06CFXCR-4D2DC/DC 模塊電源以中小功率為主，功率大都在 150W 之下，采用的電路拓?fù)湟苑醇ず驼る娐窞橹?，有時(shí)也采用推挽電路，電源要求體積小，設(shè)計(jì)時(shí)全部采用貼片元件。本模塊的主控芯片采用 UC3843。對(duì)于多路輸出，

6、如果每路輸出電壓精度要求高，則每路都應(yīng)設(shè)計(jì)自己獨(dú)立的閉環(huán)穩(wěn)壓回路。如果只有一路是重要的負(fù)載，其他路負(fù)載較輕，并對(duì)于輸出電壓精度要求不是很嚴(yán)格，則只需給重要負(fù)載所在回路加反饋控制回路。本模塊的三路輸出中，由于 5V 輸出是比較重要的負(fù)載， 輸出電流最大(2A),12V 是運(yùn)算放大器供電電源,允許電壓在 12V 范圍變化,電流較小(0.25A),所以只在 5V 主路所在回路加穩(wěn)壓電路，+/-12V 附路的穩(wěn)壓性能靠耦合電感實(shí)現(xiàn)。單路輸出時(shí)，濾波電感采用獨(dú)立電感，但對(duì)多路輸出，輸出濾波電感不能采用獨(dú)立電感，而采用耦合電感，將三路的輸出濾波電感共同繞在一個(gè)磁芯上。這是由于只有 5V 主路受控，使得 5

7、V 輸出電壓輸出特性較好，而+/-12V 兩路較差，如果用獨(dú)立電感，會(huì)產(chǎn)生以下問(wèn)題：首先是交叉調(diào)節(jié)問(wèn)題，即主路或附路的負(fù)載變動(dòng)應(yīng)起附路的附路的輸出電壓波動(dòng)的問(wèn)題；其次各路輸出有自己的濾波器，諧振點(diǎn)不同，變換器只一路受控，由于諧振頻率點(diǎn)的高阻抗特性，引起閉環(huán)環(huán)路增益下降和相移，對(duì)電流型控制回路影響特別嚴(yán)重。采用耦合電感，可降低制造成本，減小電源體積，滿足體積要求。UC3843 外圍電路設(shè)計(jì)開(kāi)關(guān)頻率選擇本電源設(shè)置開(kāi)關(guān)頻率為 250kHz,UC3843 工作頻率可達(dá) 500kHz,4 腳是 RT/CT 鋸齒波振蕩器的定時(shí)電阻和電容的公共端，對(duì)于 UC3843,kHz。啟動(dòng)電路設(shè)計(jì)直流電壓經(jīng)電阻、12

8、V 穩(wěn)壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路降壓穩(wěn)壓后，為 UC3843提供啟動(dòng)電壓。啟動(dòng)電壓高于 8.4V 時(shí) UC3843 才能工作，如果啟動(dòng)電壓低，則可通過(guò)調(diào)整 R601 和 R602 的阻值來(lái)實(shí)現(xiàn) 9.6V 的啟動(dòng)電壓。過(guò)流保護(hù)電路設(shè)計(jì)R101、R102 為過(guò)流檢測(cè)電阻，阻值較小，以降低電阻上的損耗。檢測(cè)電壓送入 UC3843 的 3 腳，高于 1V 時(shí)，過(guò)流保護(hù)電路工作，使 6 腳停止輸出矩形波，電路停止工作。此外還可利用 UC3843 的 1腳電壓低于兩個(gè)二極管壓降時(shí) UC3843 即關(guān)閉的特性給電源加上遙控端。反饋誤差放大器設(shè)計(jì)R302 和 R303 構(gòu)成積分型

9、調(diào)節(jié)器，兩者的比例關(guān)系影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。改變它們的比值可以改變 UC3843 電壓誤差放大器的放大倍數(shù)，對(duì)于一定的反饋電壓量，可使 PWM 調(diào)節(jié)器的輸出脈寬不同，從而影響輸出電壓調(diào)節(jié)幅度，即影響指標(biāo)中輸出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)調(diào)節(jié)幅度。積分器的電容 C305 的大小影響系統(tǒng)的調(diào)節(jié)速度，即影響指標(biāo)中輸出的動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間。高頻變壓器的設(shè)計(jì)高頻變壓器磁性材料選擇的標(biāo)準(zhǔn)為高飽和磁感應(yīng)，低剩磁。多路輸出變壓器一般要求有較大的窗口面積，DC/DC 模塊電源可選用 FEY 型、FEE 型、EUI 型等，對(duì)于正激電路，理論上變壓器初級(jí)需有復(fù)位繞組 Nr,這里考慮到變壓器腳位的問(wèn)題，選取高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁材，而去掉復(fù)位繞組，這樣使每次磁性都在磁化曲線的下部工作，避免磁芯飽和?？紤]高溫時(shí)飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度 Bs 會(huì)下降，同時(shí)為降低高頻工作時(shí)的磁芯損耗，工作最大磁感應(yīng)在一般選擇為 20002500Gs。這里選取高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度的磁材 RM2.2KD,飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度為 440mT。根據(jù)廠家給出的磁芯材料手冊(cè)給出的輸出功率與磁芯尺寸的關(guān)系。這里選用了 FEY15.3 磁芯，其有效截面積為 182mm2。經(jīng)計(jì)算，繞組匝數(shù)如下：原邊 N1 為 16