基于UC3842的电流控制型脉宽调制开关稳压电源的研究Word下载.docx

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中图分类号:

TM131　　　　　文献标识码:

A　　　　　文章编号:

1004373X（20030902303

StudyonaCurrentControllingSwitchingModeVoltageStabilizerby

ModulatingPulse′sWidthBasedUC3824

ZHUJunlin,LIUXiping,XUL（FacultyofMechanicalandElectronicEngineering,SouthernofM,,

Abstract:

IntroducesfeaturesandtheoryofUC3842,oncurrentcontrollingswitchingmodevoltagestabilizerbymodulatingthewidthofonCTofexperimentmanifestsswitchingmodevoltagestabilizerhavethequalityofhregulationofvoltageandburden,itisaswitchingmodevoltagestabilizerwithbetterKeywords:

Cwvostabilizer;

regulationofvoltage;

regulationofburden

收稿日期:

20030113

1　引　言

电源装置是电力电子技术应用的一个重要领域,其中高频开关式直流稳压电源由于具有效率高、体积小和重量轻等突出优点,获得了广泛地应用。

开关电源的控制电路可以分为电压控制型和电流控制型,前者是一个单闭环电压控制系统,系统响应慢,很难达到较高的线形调整率精度;

后者是一个电压、电流双闭环控制系统,电流控制型较电压控制型有不可比拟的优点。

本文介绍的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,由该集成电路构成的开关稳压电源和电压控制型脉宽调制开关稳压电源相比具有以下特点:

（1管脚数量少,外围电路简单,价格低廉;

（2电压调整率很好;

（3负载调整率明显改善;

（4频响特性好,稳定幅度大;

（5具有过流限制、过压保护和欠压锁定功能。

因此他是目前比较理想的新型的脉宽调制器,其

内部原理框图如图1所示

。

图1　UC3842脉宽调制器方框图

2　UC3842简介211　主要特点

・工作电压8~40V

・电流传感和电压反馈输入-013~+515V・误差放大输出吸入电流10mA・欠压锁存功能・占空比可调

・最高开关频率500kHz,稳定度012%,电源效率高

・内部有高稳定度的基准电压源510V

・稳定性能好,电压调整率很容易达到0101%,启动电流小于011mA,正常工作电流15mA

3

2

212　工作原理

UC3842为8脚双列直插式封装形式,如图1所示,他内部主要由510V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EA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4接Rt,Ct确定锯齿波频率;

端5接地;

端6为推挽输出端,有拉、灌电流的能力;

端7为集成块工作电源电压,可以在8~40V;

端8为内部供外用的基准电压5V,带载能力50mA。

电流控制型脉宽调制器能产生频率固定而脉冲宽度可以调节的驱动信号,控制大功率晶体管的通断状态来调节输出电压的高低,达到稳压目的,

生器提供恒定的时钟频率信号,

、

行比较,

值电流跟随误差电压变化而变化,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,亦即占空比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。

3　应用电路

图2为芯片UC3842、桥式整流电路、高频变压器以及大功率晶体管构成的电流控制型脉宽调制开关稳压电源,这种新型的控制方式使得开关电源同时具有很高的电压调整率和负载调整率。

其工作原理为:

220V的交流电经过桥式整流电路、滤波电路得到一直流电压,再由大功率晶体管不断的导通和关断对直流电压斩波和高频变压器T2的降压作用得到频率为几十kHz的矩形波电压,然后经整流滤波后得直流输出电压,其中高频变压器T2的自馈线圈Ns2中感应的直流电压反馈到误差放大器并和基准电压比较得到误差电压Vr,初级线圈中流过的电流在取样电阻01258上建立的直流电压反馈到电流测定比较器的同相输入端并和误差电压Vr相比较,从而产生脉冲宽度可调的驱动信号,使输出的电感峰值电流跟随误差电压变化而变化,输出电压稳定在某个固定的数值

图2　用UC3842

使大功率晶体管导通的时间变反之,当由于电源电压变化或负载变化而引起输出电压升高时,则脉宽调制器会相应的减小PWM波形的占空比,使大功率晶体管导通的时间变短,从而维持输出电压为一恒定值。

4　实验结果

为了检验该电流控制型脉宽调制开关稳压电源的性能,本文按上述应用电路进行了测试,开关电源的波形和负载调整率、电压调整率如图3、表1、表2所示

图3　开关电源输出电压波形图

表1　输出电压调整率

Vo1VVo2V电压调整率

11105311105201009%

11105211105001018%

1110501110500

11105011104801018%

411　电压调整率（抗电压波动能力测试

调节RP1使Vs（直流输入电压减小,用万用表

42

测量Vs改变前后的输出电压Vo1和Vo2,测5个数据,组成4组,电压调整率为Vo1-Vo2Vo1×

100%。

从表1所得到的数据可以算出该稳压电源的电压调整率为:

（01009%+01018%+0+01018%4=01011%V表2　输出电压负载调整率

Vo1VVo2V负载调整率

11105101812117%

10181101532159%

10153101361161%

10136101152103%

412　负载调整率（抗负载波动能力测试

将RP3左旋到底,用万用表测量输出电压Vo1,再将RP3右旋,测量输出电压Vo2,测5个数据,组成4组,则负载调整率为Vo1-Vo2Vo1×

从表2所得到的数据可以算出该稳压电源的负载调整率为:

（2117%+2159%+1161%+2103%4=2110%V413　开关电源波形测试

用示波器观察输出电压Vo的波形图如图3所示。

5　结　语

本文利用集成芯片UC3842设计的电流制型脉宽调制开关稳压电源克服了电压控制型脉宽调制开关稳压电源频响慢、电压调整率和负载调整率低的缺点,电路结构简单,成本低、体积小、易实现。

该稳压电源是目前实用和理想的稳压电源,具有很大的发展前景。

参　考　文　献

[1]　王兆安,黄俊1电力电子技术[M]1北京:

机械工业出版社,20021

[2]　[美[M]1北京:

科,

作者简介　朱俊林　1967,。

,助教。

研究方向为电力电子传动,计算机智能监控。

教授,博士。

主要研究方向为计算机智能监控,智能交通等。

（上接第22页

4　结　论

该乘法器用VHDL语言实现整个设计,实现乘法器用到的门数为4942门。

本乘法器所采用的改进Booth算法和Wallace数化简部分积也是设计高性能CPU通常采用的方法,可以完成16×

16无符号有符号数的乘法运算,整个设计简单高效。

还可以将乘法部件应用到其他设计中去。

[1]　BoothAD1Asignedbinarymultiplicationtechnique[J]1QuarterlyJournalofMechanicsandAppliedMathematics,1951,4（2:

2362401

[2]　ECEN6263AdvancedVLSIDesign1Carry

saveaddertreesinmultipliers[D]1URLhttp:

elecengr1okstate1edulgjohn6263lecturesmultree1pdf,November19991[3]　WallaceCS1Asuggestionforafastmultiplier[J]1IEEETransactionsonElectronicComputers,1964,13（2:

14171

[4]　DavidDahan117×

17bithighperformancefullysynthesizable1

[5]　VojinG,Oklobdzija1GeneraldatapathorganizationofAMACUnitforVLSIimplementationofDSPprocessors[S]1FinalReport,1997~98forMICROProject971291

[6]　葛亮,唐志敏1一种支持无符号数的流水线乘法器[J]1微电子学与计算机,2002,（10:

17191

作者简介　刘　东　男,1978年出生,四川绵阳人,硕士。

研究方向为专用集成电路设计。

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