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工程师不可不知的开关电源关键设计(四)

来源:    作者:    发布时间:2015-05-11 10:27:29    浏览量:

  EMI滤波器是具有互异性的,即把负载接在电源端还是负载端均可。在实际应用中,为达到有效抑制EMI信号的目的,必须根据滤波器两端将要连接的EMI信号源阻抗和负载阻抗来选择该滤波器的网络结构和参数。当EMI滤波器两端阻抗都处于失配状态时,即图4中Zs≠Zin、ZL≠Zout时,EMI信号会在其输入和输出端产生反射,增加对EMI信号的衰减。其信号的衰减A与反射Γ的关系为:A=–10Lg(1-|Γ|2)。

  

  在使用开关电源滤波器时,要注意滤波器在额定电流下的电源频率。在安装滤波器时,要特别注意滤波器的输入导线与输出导线的间隔距离,不能把它们捆在一起走线,否则EMI信号很容易从输入线上耦合到输出线上,这将大大降低滤波器的抑制效果。

  7 结语

  在开关电源设计中,为了少走弯路和节省时间,应充分考虑并满足抗干扰性的要求,避免在设计完成后去进行抗干扰的补救措施。

二、基于UC3845的反激式开关电源设计

  引言

  反激式开关电源以其结构简单、元器件少等优点在自动控制及智能仪表的电源中得到广泛的应用。开关电源的调节部分通常采用脉宽调制(PWM)技术,即在主变换器周期不变的情况下,根据输入电压或负载的变化来调节功率MOSFET管导通的占空比,从而使输出电压稳定。脉宽调制的方法很多,本文中所介绍的是一种高性能的固定频率电流型脉宽集成控制芯片UC3845。该芯片是专为离线的直流至直流变换器应用而设计的。其主要特点是具插件电感器有内部振荡器、高精度误差比较器、逐周电流取样比较、启动电流小、大电流图腾柱输出等,是驱动MOSFET的理想器件。

  1 UC3845简介

  UC3845芯片为SO8或SO14管脚塑料表贴元件。专为低压应用设计。其欠压锁定门限为8.5v(通),7.6V(断);电流模式工作达500千赫输出开关频率;在反激式应用中最大占空比为0.5;输出静区时间从50%~70%可调;自动前馈补偿;锁存脉宽调制,用于逐周期限流;内部微调的参考源;带欠压锁定;大电流图腾柱输出;输入欠压锁定,带滞后;启动及工作电流低。

  芯片管脚图及管脚功能如图1所示。

  UC3845芯片管脚图

  图1 UC3845芯片管脚图

  1脚:输出/补偿,内部误差放大器的输出端。通常此脚与脚2之间接有反馈网络,以确定误差放大器的增益和频响。

  2脚:电压反馈输入端。此脚与内部误差放大器同向输入端的基准电压(2.5 V)进行比较,调整脉宽。

  3脚:电流取样输入端。

  4脚:R T/CT振荡器的外接电容C和电阻R的公共端。通过一个电阻接Vref通过一绕行电感器个电阻接地。

  5脚:接地。

  6脚:图腾柱式PWM输出,驱动能力为土1A.

  7脚:正电源脚。

  8脚:V ref,5V基准电压,输出电流可达50mA.

  2 设计方法

  如图2为基于U C3845反激式开关电源的电路图,虚线框内为UC3845内部简化方框图。

  1)启动电压和电容的选择

  交流电源115VAC经整流、滤波后为一个纹波非常小的直流高压Udc,该电压根据交流电源范围往往可得到一个最大Udcmax, 一 和最小电压Udcmin 。

  

  当直流输入电压大于1 44V以上时,U C3845应启动开始工作,启动电阻应由线路直流电压和启动所需电流来确定。

  根据UC3845的参数分析可知,当启动电压低于8.5V时,UC3845的整个电路仅消耗lmA的电流,即UC3845的典型启动电压为8.5V,电流为1mA.加上外围电路损耗约0工字电感器.5mA,即整个电路损耗约1.5mA.在输入直流电压为最小电压 Ddcmmn时,启动电阻Rin的计算如下:

  

  图2 基于UC3845反激式开关电源的电路图

  

  启动过程完成后,UC3845的消耗电流会随着MOSFET管的开通增至100mA左右。该电流由启动电容在启动时储存的电荷量来提供。此时,启动电容上的电压会发生跌落到7.6V以上,要使UC3845fj~保持工作,反馈绕组L 应能及时提供馈电电压。如电压低于7.6V欠压比较器动作,PWM输出低电平。自馈电时间由UC3845的开关周期决定,取U C3845的振荡频率 54kHz.启动电容的容量可由下式计算得到:

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