可编程序控制器用开关电源设计 |
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作者:余庭照 陈德志 陆敏敏
摘 要:以UC3842和FQP12N60C为基础设计了一款可编程序控制器专用电源。意在介绍通用开关电源的工作原理与设计过程,并且着重介绍高频变压器的设计以及整板调试过程,突出以理论为基础,工程设计为主导的设计方法。该电源经过实际测试,符合可编程序控制器专用电源的标准。 关键词:变频器;开关电源;UC3842 引言 现应用UC3842芯片设计了一款可编程序控制器用的开关电源,经过大量实验。在输入有很大波动的时候,该电源也能稳定工作。其中为CPU供电的+5V电源误差范围在0.1V,达到了设计目标。而且本开关电源也可作为其它电力电子控制设备的电源,可移植性能好。 1 设计要求 本电源利用PWM控制技术实现DC-DC转换,通过FQP12N60C的电流检测端口与控制电路要求精度最高的电源相连,当输入有干扰的情况下,通过调节占空比来稳定对多路电源的输出。 具体指标如下:输入:直流250V±40%,输出:直流+24V、6A;+5V、2A。输出全部采用共地方式,控制系统对电源输出的纹波电压小于5%。 2 原理图功能分析与设计过程 基于UC3842和FQP12N60C所组成的开关电源的电路原理图。包括整流、滤波、PWM控制器等结构。电源内部采用单端反激式拓扑结构,具有输入欠电压保护、过电压保护、外部设定极限电流、降低最大占空比等功能。 2.1输入侧整流、滤波、保护电路设计。从AC(L)线路进线串联保险丝(F1),起到过流保护作用。从AC(N)线路进线串联热敏电阻(RT110D-9),对接通AC电源时产生的浪涌电流起限制作用。在熔断器与热敏电阻的出线端并联压敏电阻(VR1),对接通AC电源时产生的浪涌电压起限制作用。之后并联安规电容CX1,泄流电阻R5。防止大电容失效后漏电,危及用电人员安全。之后串联电感,出线端并联X2电容。然后经过整流桥D1整流,在直流侧并联电解电容C10滤除整流后的交流分量以及谐波成份。 2.2功率管参数调整与外围电路设计。电阻R1提供电压前馈信号,使电流可随电压而降低,从而限定在高输入电压时的最大过载功率。电阻R2实现线电压检测。由电阻R6,电容C30,开关管ZD1,二极管D88组成简单的RCD箝位电路。达到保护开关管的目的。因而T1可以使用较高的初次级匝数比,以降低次级整流管D3上的峰值反向电压。电路采用简单的齐纳检测电路来降低成本。输出电压稳压由齐纳二极管(IC2)电压及光耦合器(IC1)决定。电阻R9提供进入齐纳二极管的偏置电流,产生对+5V输出电平、过压过载和元件变化时±5%的稳定度。 2.3高频变压器磁路设计。由于反激变换器对多组输出的应用特别有效。即单个输入电源使用同一磁路有效地提供多个稳定输出。因此本文设计的开关电源采用反激式变换结构。高频变压器的设计过程主要包括:磁芯大小的选择、最低直流输入电压的计算、工作时的磁通密度值的选择等。 &n[1] [2] [3] [4] [5] 下一页 |
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