反饋回路參數(shù)的計(jì)算 - 基于UC3842的反激式開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)

　　3? 反饋回路參數(shù)的計(jì)算

　　反饋電路采用精密穩(wěn)壓源TL431 和線(xiàn)性光耦PC817 構(gòu)成外部誤差電壓放大器。并將輸出電壓和初級(jí)側(cè)隔離。如圖2 所示， R11、R12 是精密穩(wěn)壓源的外接控制電阻， 決定輸出電壓的高低， 和T L431 一并組成外部誤差放大器。當(dāng)輸出電壓Vo 升高時(shí)， 取樣電壓VR 13 也隨之升高， 設(shè)定電壓大于基準(zhǔn)電壓（TL431 的基準(zhǔn)電壓為2.5 V） , 使TL431 內(nèi)的誤差放大器的輸出電壓升高， 致使片內(nèi)驅(qū)動(dòng)三極管的輸出電壓降低， 使輸出電壓Vo 下降， 最后V o 趨于穩(wěn)定； 反之， 輸出電壓下降引起設(shè)定電壓下降， 當(dāng)輸出電壓低于設(shè)定電壓時(shí)， 誤差放大器的輸出電壓下降， 片內(nèi)驅(qū)動(dòng)三極管的輸出電壓升高， 最終使UC3842 的腳1 的補(bǔ)償輸入電流隨之變化， 促使片內(nèi)對(duì)PWM 比較器進(jìn)行調(diào)節(jié)， 改變占空比， 達(dá)到穩(wěn)壓的目的。

　　從TL431 技術(shù)資料可知， 參考輸入端的電流為2 μA, 為了避免此端電流影響分壓比和避免噪聲的影響， 通常取流過(guò)電阻R13 的電流為T(mén) L431 參考輸入端電流的100 倍以上[ 6] , 所以：

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　　這里選擇R13= 10 k Ω，根據(jù)TL431 的特性可以計(jì)算R12:

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　　其中， TL431 參考輸入端電壓Uref= 2.5 V。

　　TL431 的工作電流Ika 范圍為1~ 150 mA, 當(dāng)R9 的電流接近于零時(shí)， 必須保證I ka 至少為1 mA, 所以：

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　　其中， 發(fā)光二極管的正向壓降Uf= 1.2 V。

　　UC3842 的誤差放大器輸出電壓擺幅0.8 V< Vo< 6 V, 三極管集射電流I c受發(fā)光二極管正向電流If 控制， 通過(guò)PC817 的Vce與I c關(guān)系曲線(xiàn)（ 圖3） 可以確定PC817 二極管正向電流I f .由圖3可知， 當(dāng)PC817 二極管正向電流I f 在7 mA 左右時(shí)， 三極管的集射電流I c在7 mA 左右變化， 而且集射電壓Vce 在很寬的范圍內(nèi)線(xiàn)性變化， 符合UC3842 的控制要求。

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圖3 PC817 集射極電壓Vce與二極管正向電流If 的關(guān)系圖

　　PC817 的電流傳輸比CTR= 0. 8~ 1. 6, 當(dāng)I c= 7mA 時(shí)， 考慮最壞的情況， 取CT R= 0.8, 此時(shí)要求流過(guò)發(fā)光二極管最大電流：

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　　所以：

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　　其中， Uka為T(mén)L431 正常工作時(shí)的最低工作電壓， Uka = 2.5 V.發(fā)光二極管能承受的最大電流為50 mA,TL431 最大電流為150 mA, 故取流過(guò)R9 的最大電流為50 mA。

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　　R9 的取值要同時(shí)滿(mǎn)足式（ 5） 和式（ 6） , 即162< R9< 949, 可以選用750Ω 。
　4? 基于MOS 管最大耐壓值的反激變壓器設(shè)計(jì)

　　由變換器預(yù)定技術(shù)指標(biāo)可知變壓器初級(jí)側(cè)電壓Vdcmin= 240 V, Vdcmax= 380 V, 預(yù)設(shè)效率η= 85%, 工作頻率f = 65 kHz, 電源輸出功率P out= 25 W。

　　變壓器的輸入功率：

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　　根據(jù)面積乘積法來(lái)確定磁芯型號(hào)， 為了留有一定裕量， 選用錳鋅鐵氧體磁芯EE25/ 20, 電感量系數(shù)A L=1 750 nH/ N2 , 初始磁導(dǎo)率μi= 2 300, 有效截面積A e= 42. 2 mm2 .

　　因?yàn)樗x的MOS 管的最大耐壓值V MOSmax= 700 V.在150 V 裕量條件下所允許的最大反射電壓：

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　　最大占空比：

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　　初級(jí)電流：

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　　初級(jí)最大電感量：

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　　其中， f 是開(kāi)關(guān)頻率， Hz.

　　初次級(jí)匝數(shù)比：

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　　初級(jí)匝數(shù)：

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　　其中， 磁感應(yīng)強(qiáng)度Bw= 0?? 23 T ; 由于此變換器設(shè)計(jì)在斷續(xù)工作模式k= 1（ 連續(xù)模式k= 0.5）。

　　磁芯氣隙：

　　次級(jí)匝數(shù)：

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　　輔助繞組匝數(shù)：

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　　其中， Va 是輔助繞組電壓， V .

　　為了減小變壓器漏感， 采用夾心式繞法， 初級(jí)繞組分N p1 （ 78 T ） 和N p2 （ 78 T） 兩部分繞制， 如圖4 所示， Np1 繞在骨架最里層， 次級(jí)繞組N s繞在N p1和N p2之間， 輔助繞組繞Na 在最外層。

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圖4 變壓器繞制示意圖