1、UC3843 應用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設計（1）2009-12-1810:41:06 作者：來源：互聯網瀏覽次數：1168 文字大小：【大】【中】【小】簡介：UC3843 應用電路一一 15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設計本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細設計過程，重點討論了多路輸出模塊電源設計與.關鍵字：UC3843畫囹 UC3843 應用電路15W 三路輸出 DC/DC 模塊電源設計本文介紹了一種 UC3843 控制的小功率多路 DC/DC 模塊電源的詳細設計過程，重點討論了多路輸出模塊電源設計與單路輸出的不同，詳細介紹了

2、 DC/DC 模塊電源中常用的新型芯片 UC3843 的外圍電路參數的設計， 給出了多路輸出模塊電源中變壓器和耦合電感的設計過程及滿足各項性能指標應注意的各種問題。關鍵詞：DC/DC 變換器；多路輸出；UC3843;耦合電感弓I言DC/DC 模塊已被廣泛應用于鐵路通信、微波通訊、工業控制、船舶電子、航空電子、地面雷達、消防設備和醫療器械教學設備等諸多領域，其中有許多應用場合需要多路輸出，如在單片機智能控制器中，單片機供電需要 5V,而運放通常需要 12V。在設計多路輸出時，有許多地方和單路輸出不同，既要考慮變壓器管腳限制、多副邊變壓器設計、各路的穩壓電路實現，又要考慮每路輕載及滿載的負載調整率

3、，以及負載的交叉調節特性等。本文將通過一個給單片機智能控制器供電的 15W 三路模塊電源的設計實例來詳細說明多路輸出模塊電圖 1 多路輸出開關電源原理圖模塊電源的工作原理本文針對單片機主板供電電源所設計的多路輸出開關電源如圖 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，當變換器接通電源時，輸入直流電壓經由電阻、12V 穩壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路穩壓降壓后,啟動 UC3843 進入正常工作，偏置繞組 L204 的供電電路開始工作，輸出經 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，啟動電路停止工作。變換器進入正常工作后，電源依據 PWM 脈寬調制方式工作，次級繞組的輸出經過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， 與可編程穩壓源 TL431(U3)中的 2.5V 參考電壓比較， 然后通過光耦合器 U2 反饋到 UC3843 的 2 腳，控制脈沖的占空比，穩定 5V 輸出。耦合電感 L202 和 L203 實現+/-12V兩路穩壓。過流保護電阻 R101、R102 檢測到開關管的過流信號，

5、送入 3843 的 3 腳，封鎖 UC3843 的輸出信號，實現過流保護。設計方案選擇源的設計。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，采用的電路拓撲以反激和正激電路為主，有時也采用推挽電路，電源要求體積小，設計時全部采用貼片元件。本模塊的主控芯片采用 UC3843。對于多路輸出，

6、如果每路輸出電壓精度要求高，則每路都應設計自己獨立的閉環穩壓回路。如果只有一路是重要的負載，其他路負載較輕，并對于輸出電壓精度要求不是很嚴格，則只需給重要負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載， 輸出電流最大(2A),12V 是運算放大器供電電源,允許電壓在 12V 范圍變化,電流較小(0.25A),所以只在 5V 主路所在回路加穩壓電路，+/-12V 附路的穩壓性能靠耦合電感實現。單路輸出時，濾波電感采用獨立電感，但對多路輸出，輸出濾波電感不能采用獨立電感，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，如果用獨立電感，會產生以下問題：首先是交叉調節問題，即主路或附路的負載變動應起附路的附路的輸出電壓波動的問題；其次各路輸出有自己的濾波器，諧振點不同，變換器只一路受控，由于諧振頻率點的高阻抗特性，引起閉環環路增益下降和相移，對電流型控制回路影響特別嚴重。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 外圍電路設計開關頻率選擇本電源設置開關頻率為 250kHz,UC3843 工作頻率可達 500kHz,4 腳是 RT/CT 鋸齒波振蕩器的定時電阻和電容的公共端，對于 UC3843,kHz。啟動電路設計直流電壓經電阻、12

8、V 穩壓管 D601 和三極管 Q601、Q602 組成的電路降壓穩壓后，為 UC3843提供啟動電壓。啟動電壓高于 8.4V 時 UC3843 才能工作，如果啟動電壓低，則可通過調整 R601 和 R602 的阻值來實現 9.6V 的啟動電壓。過流保護電路設計R101、R102 為過流檢測電阻，阻值較小，以降低電阻上的損耗。檢測電壓送入 UC3843 的 3 腳，高于 1V 時，過流保護電路工作，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腳電壓低于兩個二極管壓降時 UC3843 即關閉的特性給電源加上遙控端。反饋誤差放大器設計R302 和 R303 構成積分型

9、調節器，兩者的比例關系影響系統的動態特性。改變它們的比值可以改變 UC3843 電壓誤差放大器的放大倍數，對于一定的反饋電壓量，可使 PWM 調節器的輸出脈寬不同，從而影響輸出電壓調節幅度，即影響指標中輸出的動態響應調節幅度。積分器的電容 C305 的大小影響系統的調節速度，即影響指標中輸出的動態響應時間。高頻變壓器的設計高頻變壓器磁性材料選擇的標準為高飽和磁感應，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，對于正激電路，理論上變壓器初級需有復位繞組 Nr,這里考慮到變壓器腳位的問題，選取高飽和磁感應強度的磁材，而去掉復位繞組，這樣使每次磁性都在磁化曲線的下部工作，避免磁芯飽和。考慮高溫時飽和磁感應強度 Bs 會下降，同時為降低高頻工作時的磁芯損耗，工作最大磁感應在一般選擇為 20002500Gs。這里選取高飽和磁感應強度的磁材 RM2.2KD,飽和磁感應強度為 440mT。根據廠家給出的磁芯材料手冊給出的輸出功率與磁芯尺寸的關系。這里選用了 FEY15.3 磁芯，其有效截面積為 182mm2。經計算，繞組匝數如下：原邊 N1 為 16