一種新穎的單端反激式隔離開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計及應(yīng)用

圖4原、副邊繞組電壓波形

圖5UC38424腳和6腳波形

圖6檢測電阻的電流波形

3單端反激式隔離開關(guān)穩(wěn)壓電源的原理與設(shè)計

圖2為單端反激式隔離開關(guān)電源電路原理圖。當(dāng)開關(guān)管V導(dǎo)通時，變壓器原邊電壓近似為輸入電壓，但副邊因整流管反偏而無電流流過，變壓器儲存磁場能量。當(dāng)開關(guān)管V關(guān)斷時，各線圈電壓反向，整流管正向?qū)ǎ儔浩鲀Υ娴哪芰客ㄟ^整流管向負(fù)載釋放。單端變壓器必須滿足的一個條件是要保證磁通復(fù)位，即變壓器工作磁通必須在每個周期都回到原來的位置，否則將導(dǎo)致磁芯經(jīng)過多個周期后逐漸達(dá)到飽和而燒毀開關(guān)管。

圖3為單端反激式隔離開關(guān)電源實際電路原理圖。由于大功率電源中有＋24V的直流電壓，所以本電源的輸入電壓取為24V。7815經(jīng)一發(fā)光二極管抬升電位后啟動UC3842工作，反饋線圈12的電壓整流后經(jīng)取樣電阻分壓回送到UC3842的誤差放大器反向端來調(diào)整驅(qū)動脈沖寬度，從而改變輸出電壓。根據(jù)實際給定的定時元件的數(shù)值，UC3842的工作頻率為166.7kHz。R4=0.5Ω為電流檢測電阻，其上的檢測信號經(jīng)低通濾波器后與斜率補償信號相加送到UC3842的3腳，當(dāng)開關(guān)管流過的電流超過2A時，UC3842關(guān)斷，從而保護(hù)了開關(guān)管不致?lián)p壞。采用斜率補償后，電路在任何占空比條件下也變得穩(wěn)定。與開關(guān)管并聯(lián)的電容C4是為了消除開關(guān)管的尖峰電壓。變壓器采用印刷電路板變壓器，不需要人工繞線，簡化了變壓器的制作過程，同時使整個電源的體積減小，使線圈之間完全耦合（見圖4），并能根據(jù)需要很方便地增加或減少輸出的組數(shù)。變壓器變比為1，原邊線圈和副邊線圈成對疊放（為耦合得更好），再加上一組反饋線圈。由此來保證輸出多組隔離的24V穩(wěn)定電壓。

4實驗分析及結(jié)論

圖5為UC3842的4腳三角波振蕩波形（Ch1）和6腳驅(qū)動開關(guān)管的方波（Ch2），圖6為檢測電阻（R4）的電流波形。圖4為原、副邊繞組電壓波形，這是輕載條件下的波形，振蕩是由高頻變壓器和C4諧振引起的，加載后，振蕩幅度將明顯減小，不影響整個系統(tǒng)的性能。這些波形及其測試值與理論上的波形及計算值基本符合。此開關(guān)電源已應(yīng)用于15kW直流穩(wěn)壓開關(guān)電源中，試驗證明完全符合預(yù)定的性能指標(biāo)要求。