電源是一切電子設(shè)備的動力心臟，其性能的優(yōu)劣直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性和可靠性指標(biāo)。開關(guān)電源以其效率高、體積小等優(yōu)點(diǎn)，在通信、計(jì)算機(jī)及家用電器等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，特別是目前便攜式設(shè)備市場需求巨大，DC－DC開關(guān)電源的需求也越來越大，性能要求也越來越高。因此設(shè)計(jì)和開發(fā)開高性能的開關(guān)電源具有很大的市場前景。本文以UC3842為PWM控制器設(shè)計(jì)了一種48V轉(zhuǎn)+5V，±15V開關(guān)電源。

1、UC3842器件介紹及工作原理

UC3842是由Unitrode公司開發(fā)的新型控制器件，是國內(nèi)應(yīng)用比較廣泛的一種電流控制型脈寬調(diào)制器，其結(jié)構(gòu)原理圖如圖1所示，主要由振蕩器、誤差放大器、電流取樣比較器、脈寬調(diào)制鎖存器等功能模塊構(gòu)成。由于結(jié)構(gòu)上有電壓環(huán)、電流環(huán)雙環(huán)系統(tǒng)，因此，無論開關(guān)電源的電壓調(diào)整率、負(fù)載調(diào)整率和瞬態(tài)響應(yīng)特性都有提高，是比較理想的新型的控制器。

電路上電時(shí)，外接的啟動電路通過引腳7提供芯片需要的啟動電壓。在啟動電源的作用下，芯片開始工作，脈沖寬度調(diào)制電路產(chǎn)生的脈沖信號經(jīng)6腳輸出驅(qū)動外接的開關(guān)功率管工作。功率管工作產(chǎn)生的信號經(jīng)取樣電路轉(zhuǎn)換為低壓直流信號反饋到3腳，維護(hù)系統(tǒng)的正常工作。電路正常工作后，取樣電路反饋的低壓直流信號經(jīng)2腳送到內(nèi)部的誤差比較放大器，與圖2系統(tǒng)原理圖內(nèi)部的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，產(chǎn)生的誤差信號送到脈寬調(diào)制電路，完成脈沖寬度的調(diào)制，從而達(dá)到穩(wěn)定輸出電壓的目的。如果輸出電壓由于某種原因變高，則2腳的取樣電壓也變高，脈寬調(diào)制電路會使輸出脈沖的寬度變窄，則開關(guān)功率管的導(dǎo)通時(shí)間變短，輸出電壓變低，從而使輸出電壓穩(wěn)定，反之亦然。鋸齒波振蕩電路產(chǎn)生周期性的鋸齒波，其周期取決于4腳外接的ＲC網(wǎng)絡(luò)。所產(chǎn)生的鋸齒波送到脈沖寬度調(diào)制器，作為其工作周期，脈寬調(diào)制器輸出的脈沖周期不變，而脈沖寬度則隨反饋電壓的大小而變化。

圖1 UC3842結(jié)構(gòu)原理圖

2、開關(guān)電源設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的小功率開關(guān)電源預(yù)定的技術(shù)指標(biāo)如下：輸入電壓：Vin=48V（允許20%的波動）;主輸出：+5VDC@2A，電壓精度0．5%，紋波系數(shù)小于0．5%（峰峰值20mV）;輔助輸出1：+15VDC@500mA，電壓精度2%，紋波系數(shù)小于0．15%（峰峰值20mV）;輔助輸出2：－15VDC@500mA，電壓精度2%，紋波系數(shù)小于為0．35%（峰峰值50mV）;輸出功率：PO=25W;效率：η≥80%;開關(guān)頻率f=50kHz;最大占空比：40%。