基于UC3842的多端反激式开关电源的设计与实现

摘要

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备受青睐，得到了广泛的应用。
　　 本文利用反激式变压器的特点，基于UC3842设计了一种多端反激式开关电源，可提供五路输出电压，并且可以随着输入电压的变化而调节PWM输出保证输出电压稳定。论文介绍了几种常用的开关电源拓扑结构，通过分析，为本文选择合适的拓扑结构，并对所选择的反激式变换结构进行了详细的参数分析，同时对开关电源的反馈控制模式作出了对比与选择。简单描述了PWM控制芯片UC3842的结构，详细介绍了本设计中芯片UC3842的外围电路设计及系统的各个子电路设计，包括EMI抑制电路、整流电路、缓冲吸收电路等。分析了系统的整个原理框图，并对其工作过程进行了描述。阐述了高频变压器对磁芯材料的基本要求，具体分析了变压器的磁芯选择方法(AP法与KG法)，并用所选择的方法对高频变压器进行参数计算与设计，包括占空比计算、原边与输出边匝数计算、导线直径计算等。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。
　　 实验结果表明:所设计的开关电源稳定性好，纹波少，电压调整率高、电磁兼容性好等特点，具有很高的应用价值。

目录

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摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景及意义

1．2 国内外开关电源的研究现状

1．3 开关电源及其技术的发展趋势

1．4 本文工作内容及结构

第2章 开关电源设计的理论基础

2．1 开关电源的基本工作原理

2．2 开关电源电路常用拓扑结构

2．3 反激式变换器不同工作状态下的参数分析

2．4 反激式开关电源的控制反馈模式

2．4．1 电压控制模式

2．4．2 电流控制模式

2．5 本章小结

第3章 多端反激式开关电源硬件电路的设计

3．1 多端反激式开关电源的设计要求

3．1．1 开关电源的功能要求

3．1．2 开关电源的性能指标

3．2 开关电源总体设计

3．2．1 控制芯片选型

3．2．2 开关电源总体设计框图

3．3 芯片外围电路的设计

3．4 EMI滤波器的设计方法

3．4．1 EMI滤波器的结构

3．4．2 EMI滤波器的技术参数

3．5 输入整流电路

3．6 缓冲吸收电路的设计

3．6．1 缓冲电路基本原理

3．6．2 缓冲电路的参数设计

3．7 电路总图及工作过程

3．8 PCB设计

3．9 本章小结

第4章 开关电源高频变压器的设计

4．1 高频变压器中磁芯材料的选择

4．2 磁芯型号的选择方法

4．2．1 面积乘积法

4．2．2 几何参数法

4．3 反激式高频变压器的设计

4．4 本章总结

第5章 仿真与测试实验

5．1 建模仿真与结果分析

5．1．1 saber软件建模

5．1．2 仿真波形与结果分析

5．2 功能测试与分析

5．2．1 输出电压准确度的测试

5．2．2 测量电压调整率

5．2．3 输出纹波测试

5．2．4 效率测试

5．3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文