反激式多路输出开关电源设计
反激式多路输出开关电源设计[20200408102404]
摘要
电源是现代生活中实现电能转换和功率传递的主要设备。其中开关电源由于体积小、效率高和稳压性能好等特点被广泛应用在现代的电子产品中。本文基于UC3842芯片设计了一款多路输出的反激式开关电源。电源电路由整流滤波电流，EMI整流电路，控制电路，反馈电路，保护电路，反激式变压器和输出电路构成。利用Multisim对设计的电路进行仿真，结果表明，系统可以实现多路电压的稳定输出，初步达到了预期的效果。该电源结构简单、运行可靠,具有一定的应用前景。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:开关电源多路输出反激式
目 录
1.绪论 1
1.1电源的定义及其发展状况 1
1.2电源的分类 1
1.2.1 AT电源 1
1.2.2 ATX电源 1
1.2.3开关电源 2
1.3研究开关电源的目的及其意义 2
2.开关电源的介绍 4
2.1开关电源的梗概 4
2.1.1开关电源的工作原理 4
2.1.2开关电源的设计 5
2.2开关电源的器件 5
2.2.1开关器件的特征 5
2.2.2器件TL431 6
2.2.3电力二极管 6
2.2.4功率场效应晶体管MOSFET 7
2.3反激式开关电源 7
2.3.1反激式开关电源的定义 7
2.3.2反激式开关电源的基本原理 7
2.3.3 UC3842 内部简介 8
3.主电路的设计 10
3.1整流滤波电路的设计 10
3.2 EMI滤波电路的设计 10
3.3控制电路的设计 11
3.4高频变压器的设计 11
3.5反馈电路的设计 14
3.5.1电压反馈电路 14
3.5.2电流反馈电路 14
3.6保护电路的设计 15
3.7输出整流滤波电路设计 15
3.8系统总体电路图 15
4.系统仿真 17
5.总结与展望 19
5.1总结 19
5.2展望 19
参考文献 20
致谢 21
1.绪论
1.1电源的定义及其发展状况
发电器可以将机械能转变成电能，干电池可以将化学能转变成电能。发电器和蓄电池自身原来是不带电的，它们的两极分别带有正电荷和负电荷，由正电荷和负电荷产生电压，导体里原来就有电荷存在，从而加上电压就能够产生电流。当在电池的两个正负极之间连接上导体时，为了要在电路中产生电流而把正电荷和负电荷都开释出去，当电荷被清除，电流也就消失了。蓄电池可以称为电源。经过变压和整流后，交流变成直流电源装置称为整流电源。可以发出信号的电子设备称为信号源。晶体三极管能把先前发送过来的信号放大，然后把放大后的信号传送到之后的电路中去。那么对于之后的电路来讲，晶体三极管也能够被视为信号源。整流电源、信号源在一定条件下也被称为电源。
电源是向电器设备供应电能的装配，也叫做电源供应器，它向电器设备中全部需要电能的部件提供电能。电功率的高低，电压和电流的稳定性，都严重影响了电子设备的使用状况。电源的发展历程主要体现在一下几方面：
（1）最初的电源是不需要稳压和严格的滤波的。当真空管引领电路期间，绝大部分的电路对电源稳定性的要求不是很高，那时候的电源只不过是一个整流器和滤波器。一般只要将交流电源通过变压器转换到恰当的电压值之后，经过电子管的整流变为脉动直流电，最终通过电容输入式滤波和电感输入式滤波把脉动直流电转变成为所需的平滑直流电。
（2）引入晶体管后，由于晶体管拥有耗能低、体积小、成本相对较低和连接方法灵活等优点，可以使用在真空管所不能实现的范畴。从而更需要稳压电源。
（3）随着集成电路程度日益的提高，设备的体积也越来越小，这时稳压电源已经不再适应，开关电源步入人们的生活。
1.2电源的分类
1.2.1 AT电源
AT电源的功率正常在150w~220w之间，具有四个输出端：-5、+5、-12、+12,并且还向主板供应一个P.G.信号。输出端是两个六芯插座及若干个四芯插头，两个六芯插座起到给供电的作用。AT电源所用关机方法是切断交流电网。
1.2.2 ATX电源
比AT电源多了两路+3.3V和+5V的备用输出端口，另外还多了一个PS---ON信号，给主板进行供电的输出线则改为了20芯电缆。
1.2.3开关电源
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管导通和关闭的时间比率，从而保持稳定输出电压的一种电源。开关电源主要有一下特点：
（1）体积小、重量轻
（2）功耗小、效率高
1.3研究开关电源的目的及其意义
二十世纪五十年代，电源史上发生了一次伟大的革新[1]，开关电源从此走入我们的生活中。由于开关电源的体积小，效率高和高稳定性的长处而被我们运用于生活的方方面面，人们把它安设在各中各样的家用电器上、产业配置和少许军事化的电子仪器上[2]。在80年代的时候，开关电源以其优点从而取代了固有的计算机电源，实现了开关电源化的电脑的电源供电，从而优先实现电源替代。开关电源可以通过功率变换器功率的改变，从而能够提供各种用电器的电力要求。
通过开关电源的发展，于是，而不是使用一些传统的电源，这在节约能源和保护环境具有重要的意义。比如传统的焊接电源已经被高频开关整流焊接电源所替代了，从而被普遍的运用于焊接行业中，传统电源在体积和焊接工艺等方面是和高频开关整流焊接是没法相比的。
自从20世纪50年代，NASA因为搭载火箭的需要而研发了第一个开关电源以来，经过了几十年的发展后，开关电源慢慢代替了传统技术制造的稳压电源，而且被普遍用在电子整机设备中。伴随着集成电路发展的脚步，开关电源也越来越趋于集成化。近十几年中，开关电源朝着两个目标改进。第一是实现开关电源控制电路的集成化。第二是实现低功率开关电源芯片。
开关电源的普及为国家节约了大批的资源。因为转换效率的提升，能耗减小，降低了电源周边环境的温度，改善了人们的工作环境。我国一些通信部门普遍运用开关电源极大地促使了它在别的范畴的利用。国内一些通信公司如中兴等都推出了一系列产品。如今，有超过200个独立的研究开发和生产的开关电源的国内厂商，已形成规模的有十多家。国产开关电源已经占有了一定的市场，少许大公司自主研发的电源系列产品已经取得了普遍认可，在电源市场竞争中占有一定的优势，并且有少数产品已经开始出口到国外。
在如今的市面上双极型晶体管多被用于开关电源的功率管，从而使开关频率可以达到几万赫兹；而选择MOSFET的开关电源，那么它的转化频率能够达到几十万赫兹。为了能使开关频率有所增加，那么我们必须使用高速开关装配。如果在开关电源中用到的频率在更高赫兹以上，我们就用谐振电路，这就被称为谐振开关方式。当今开关电源的倾向以及发展趋势能够归纳为下面几点。
（1）轻小型化，高频率[3]。储能元件决定了开关电源的体积和质量，从而尽可能的减小开关电源中储能元件的体积，就能使开关电源实现小型化。在一定的范筹内，适当的升高开关频率，不但可以抵制干扰，改良系统整体的动态性能，并且可以减小电容、电感和变压器的大小，所以，高频开关电源是今后发展的主要方向。
（2）高可靠性。利用连续供电的器件比传统的开关电源少10倍左右，于是，提高了开关电源的可靠性。电源使用的寿命取决于元器件使用的寿命，例如光耦合器和电阻等等。所以尽量使用更少的元器件，从而提高集成度。这样大大的简化了电路，也由于元器件的减少，使电路减少了出故障的几率[4]。
摘要
电源是现代生活中实现电能转换和功率传递的主要设备。其中开关电源由于体积小、效率高和稳压性能好等特点被广泛应用在现代的电子产品中。本文基于UC3842芯片设计了一款多路输出的反激式开关电源。电源电路由整流滤波电流，EMI整流电路，控制电路，反馈电路，保护电路，反激式变压器和输出电路构成。利用Multisim对设计的电路进行仿真，结果表明，系统可以实现多路电压的稳定输出，初步达到了预期的效果。该电源结构简单、运行可靠,具有一定的应用前景。
*查看完整论文请 +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
关键字:开关电源多路输出反激式
目 录
1.绪论 1
1.1电源的定义及其发展状况 1
1.2电源的分类 1
1.2.1 AT电源 1
1.2.2 ATX电源 1
1.2.3开关电源 2
1.3研究开关电源的目的及其意义 2
2.开关电源的介绍 4
2.1开关电源的梗概 4
2.1.1开关电源的工作原理 4
2.1.2开关电源的设计 5
2.2开关电源的器件 5
2.2.1开关器件的特征 5
2.2.2器件TL431 6
2.2.3电力二极管 6
2.2.4功率场效应晶体管MOSFET 7
2.3反激式开关电源 7
2.3.1反激式开关电源的定义 7
2.3.2反激式开关电源的基本原理 7
2.3.3 UC3842 内部简介 8
3.主电路的设计 10
3.1整流滤波电路的设计 10
3.2 EMI滤波电路的设计 10
3.3控制电路的设计 11
3.4高频变压器的设计 11
3.5反馈电路的设计 14
3.5.1电压反馈电路 14
3.5.2电流反馈电路 14
3.6保护电路的设计 15
3.7输出整流滤波电路设计 15
3.8系统总体电路图 15
4.系统仿真 17
5.总结与展望 19
5.1总结 19
5.2展望 19
参考文献 20
致谢 21
1.绪论
1.1电源的定义及其发展状况
发电器可以将机械能转变成电能，干电池可以将化学能转变成电能。发电器和蓄电池自身原来是不带电的，它们的两极分别带有正电荷和负电荷，由正电荷和负电荷产生电压，导体里原来就有电荷存在，从而加上电压就能够产生电流。当在电池的两个正负极之间连接上导体时，为了要在电路中产生电流而把正电荷和负电荷都开释出去，当电荷被清除，电流也就消失了。蓄电池可以称为电源。经过变压和整流后，交流变成直流电源装置称为整流电源。可以发出信号的电子设备称为信号源。晶体三极管能把先前发送过来的信号放大，然后把放大后的信号传送到之后的电路中去。那么对于之后的电路来讲，晶体三极管也能够被视为信号源。整流电源、信号源在一定条件下也被称为电源。
电源是向电器设备供应电能的装配，也叫做电源供应器，它向电器设备中全部需要电能的部件提供电能。电功率的高低，电压
（1）最初的电源是不需要稳压和严格的滤波的。当真空管引领电路期间，绝大部分的电路对电源稳定性的要求不是很高，那时候的电源只不过是一个整流器和滤波器。一般只要将交流电源通过变压器转换到恰当的电压值之后，经过电子管的整流变为脉动直流电，最终通过电容输入式滤波和电感输入式滤波把脉动直流电转变成为所需的平滑直流电。
（2）引入晶体管后，由于晶体管拥有耗能低、体积小、成本相对较低和连接方法灵活等优点，可以使用在真空管所不能实现的范畴。从而更需要稳压电源。
（3）随着集成电路程度日益的提高，设备的体积也越来越小，这时稳压电源已经不再适应，开关电源步入人们的生活。
1.2电源的分类
1.2.1 AT电源
AT电源的功率正常在150w~220w之间，具有四个输出端：-5、+5、-12、+12,并且还向主板供应一个P.G.信号。输出端是两个六芯插座及若干个四芯插头，两个六芯插座起到给供电的作用。AT电源所用关机方法是切断交流电网。
1.2.2 ATX电源
比AT电源多了两路+3.3V和+5V的备用输出端口，另外还多了一个PS---ON信号，给主板进行供电的输出线则改为了20芯电缆。
1.2.3开关电源
开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关晶体管导通和关闭的时间比率，从而保持稳定输出电压的一种电源。开关电源主要有一下特点：
（1）体积小、重量轻
（2）功耗小、效率高
1.3研究开关电源的目的及其意义
二十世纪五十年代，电源史上发生了一次伟大的革新[1]，开关电源从此走入我们的生活中。由于开关电源的体积小，效率高和高稳定性的长处而被我们运用于生活的方方面面，人们把它安设在各中各样的家用电器上、产业配置和少许军事化的电子仪器上[2]。在80年代的时候，开关电源以其优点从而取代了固有的计算机电源，实现了开关电源化的电脑的电源供电，从而优先实现电源替代。开关电源可以通过功率变换器功率的改变，从而能够提供各种用电器的电力要求。
通过开关电源的发展，于是，而不是使用一些传统的电源，这在节约能源和保护环境具有重要的意义。比如传统的焊接电源已经被高频开关整流焊接电源所替代了，从而被普遍的运用于焊接行业中，传统电源在体积和焊接工艺等方面是和高频开关整流焊接是没法相比的。
自从20世纪50年代，NASA因为搭载火箭的需要而研发了第一个开关电源以来，经过了几十年的发展后，开关电源慢慢代替了传统技术制造的稳压电源，而且被普遍用在电子整机设备中。伴随着集成电路发展的脚步，开关电源也越来越趋于集成化。近十几年中，开关电源朝着两个目标改进。第一是实现开关电源控制电路的集成化。第二是实现低功率开关电源芯片。
开关电源的普及为国家节约了大批的资源。因为转换效率的提升，能耗减小，降低了电源周边环境的温度，改善了人们的工作环境。我国一些通信部门普遍运用开关电源极大地促使了它在别的范畴的利用。国内一些通信公司如中兴等都推出了一系列产品。如今，有超过200个独立的研究开发和生产的开关电源的国内厂商，已形成规模的有十多家。国产开关电源已经占有了一定的市场，少许大公司自主研发的电源系列产品已经取得了普遍认可，在电源市场竞争中占有一定的优势，并且有少数产品已经开始出口到国外。
在如今的市面上双极型晶体管多被用于开关电源的功率管，从而使开关频率可以达到几万赫兹；而选择MOSFET的开关电源，那么它的转化频率能够达到几十万赫兹。为了能使开关频率有所增加，那么我们必须使用高速开关装配。如果在开关电源中用到的频率在更高赫兹以上，我们就用谐振电路，这就被称为谐振开关方式。当今开关电源的倾向以及发展趋势能够归纳为下面几点。
（1）轻小型化，高频率[3]。储能元件决定了开关电源的体积和质量，从而尽可能的减小开关电源中储能元件的体积，就能使开关电源实现小型化。在一定的范筹内，适当的升高开关频率，不但可以抵制干扰，改良系统整体的动态性能，并且可以减小电容、电感和变压器的大小，所以，高频开关电源是今后发展的主要方向。
（2）高可靠性。利用连续供电的器件比传统的开关电源少10倍左右，于是，提高了开关电源的可靠性。电源使用的寿命取决于元器件使用的寿命，例如光耦合器和电阻等等。所以尽量使用更少的元器件，从而提高集成度。这样大大的简化了电路，也由于元器件的减少，使电路减少了出故障的几率[4]。
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