便携式电脑充电器的设计
便携式电脑充电器的设计[20200128193548]
【摘要】
1994年，开关电源的突然出现，就引起了中国与世界的电源界的普遍关注与认可，事实证明它已成为各种电子设备必不可少的重要组成部分。其，由于其体积小、效率高等一系列优点，现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品，并已广泛用于计算机、电子设备、仪器仪表、通信设备及家用电器产品中。
利用开关电源的原理，系统采用高性能固定频率电流模式控制器（UC3843）实现对电路升压输出。该系统有滤波电路、DC-DC变换电路、保护电路等电路。该电路可以实现DC12V到DC19V的转换，效率高、便捷。主要用于用户驾车旅游时笔记本充电。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】UC3843,开关电源,充电器
引言.....................................................................1
一、开关电源.............................................................1
（一）开关电源的含义.....................................................1
（二）开关电源的组成.....................................................1
（三）开关电源的特点.....................................................2
（四）开关电源的分类.....................................................2
二、UC3843及主要器件的介绍..............................................2
（一）UC3843.............................................................2
（二）肖特基二极管........................................................5
（三）电力场效应晶体管MOSFET.............................................5
三、主电路设计...........................................................6
（一）电源设计指标.......................................................6
（二）各种参数选择.......................................................6
四、原理分析...........................................................6
（一）升压原理...........................................................6
（二）电路两种工作状态...................................................7
（三）占空比关系.........................................................8
（四）UIN与UOUT关系........................................................8
（五）PWM控制............................................................8
（六）升压转换器的电流与电压波形.........................................9
（七）电路图分析.....................................................10
五、总结..................................................................12
谢辞.....................................................................13
参考文献.................................................................14
附录1....................................................................15
引言
随着科学技术的飞速发展与人民生活水平的不断提高，笔记本已成为人们生活、工作必不可少的电子设备，人们希望随时随地能从电脑中获取信息，但在驾车旅游等地方没有DC19V电压直接给笔记本供电，那么就需要利用车载充电器进行升压充电，由于目前市面上车载充电器竞争很激烈，所以就需要不断提高技术与降低成本来增强市场竞争力。基于以上现状，本设计是将汽车上的DC12V直接转换成DC19V供给笔记本使用，可调整的范围在0.5V左右。输入电压的范围在10V-15V，有较好的调节能力。
一、开关电源
（一） 开关电源的含义
开关电源简称开关稳压电源，它是用脉宽调制(PWM)驱动功率半导体器件作为开关元件，通过周期性打开与闭合开关，控制开关元件占空比以此来调整输出电压。它和线性稳压电源（AC-DC电源）相比，其工作频率在20kHz-500KHz之间，效率甚至可达 65%-70%，而线性电源的效率仅有 30％-40％，因此它比线性稳压电源更节能环保。
（二）开关电源的组成
开关电源的基本组成如图1-1所示。其中DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分；驱动器能够整形与放大开关电源信号，主要用于满足开关管的驱动请求；信号源产生控制信号，该信号由其他激历或自身激历电路产生，可以是PFM、 PWM或其他信号；比较放大器主要用于对输出反馈信号与给定信号进行比较并运算，控制开关信号频率、幅值 、 波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到输出稳定电压值的效果。除此之外，开关电源还具有辅助电路的功能，包含启动、 过流过压保护、输出采样 、 输入滤波、 功能指示等电路。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压进行比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体闭合与导通的通断时间，从而对电压进行调整。DC/DC变换器有很种电路形式，其中控制波形为方波的PWM变换器与工作波形为准正弦波的谐振变换器应用较为普遍。开关电源负载变换瞬态响应主要由输出端LC滤波器的本身特性决定，所以可以通过降低输出滤波器LC、提高开关频率的方法来改善瞬态响应特性。
图1-1 开关电源的基本组成
(三） 开关电源的特点
1. 效率高。工作在开关状态的开关电源，其调整管的功率损耗低，效率高，通常在80％以上，甚至高于90％；
2. 重量轻。它本身没有笨重的电源变压器开关电源，所以节省了许多漆包线和硅钢片，因此它的重量只有线性电源容量的1/5，体积也很小；
3. 稳压范围宽。开关电源的变化范围在90到270 V之间，输出电压变化±2％或更低。合理设计开关电源电路，还可使稳压范围更宽并保证开关电源的高效率；
4. 安全可靠。在开关电源中，因为你可以很容易地设立各种形式的保护电路，当电源出现故障时，负载可以自动切断电源，以保护其功能和可靠；
5. 功耗小。因为高频开关电源，一般在20千赫以上，所以过滤器元件的值，可以大大减少，从而降低功耗；特别是，由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低，周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，因此采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性[2]。
（四） 开关电源的分类
1. 按驱动方式分，有自激式和他激式。
2. 按DC/DC变换器的工作方式分：
①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；
②降压型、升压型和升降压型等。
3. 按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
4. 按控制方式分：
①脉冲宽度调制(PWM)式；
②脉冲频率调制(PFM)式；
【摘要】
1994年，开关电源的突然出现，就引起了中国与世界的电源界的普遍关注与认可，事实证明它已成为各种电子设备必不可少的重要组成部分。其，由于其体积小、效率高等一系列优点，现已成为具有发展前景和影响力的一项高新技术产品，并已广泛用于计算机、电子设备、仪器仪表、通信设备及家用电器产品中。
利用开关电源的原理，系统采用高性能固定频率电流模式控制器（UC3843）实现对电路升压输出。该系统有滤波电路、DC-DC变换电路、保护电路等电路。该电路可以实现DC12V到DC19V的转换，效率高、便捷。主要用于用户驾车旅游时笔记本充电。
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关键字:】UC3843,开关电源,充电器
引言.....................................................................1
一、开关电源.............................................................1
（一）开关电源的含义.....................................................1
（二）开关电源的组成.....................................................1
（三）开关电源的特点.....................................................2
（四）开关电源的分类.....................................................2
二、UC3843及主要器件的介绍..............................................2
（一）UC3843.............................................................2
（二）肖特基二极管........................................................5
（三）电力场效应晶体管MOSFET.............................................5
三、主电路设计...........................................................6
（一）电源设计指标.......................................................6
（二）各种参数选择.......................................................6
四、原理分析...........................................................6
（一）升压原理...........................................................6
（二）电路两种工作状态...................................................7
（三）占空比关系.........................................................8
（四）UIN与UOUT关系........................................................8
（五）PWM控制............................................................8
（六）升压转换器的电流与电压波形.........................................9
（七）电路图分析.....................................................10
五、总结..................................................................12
谢辞.....................................................................13
参考文献.................................................................14
附录1....................................................................15
引言
随着科学技术的飞速发展与人民生活水平的不断提高，笔记本已成为人们生活、工作必不可少的电子设备，人们希望随时随地能从电脑中获取信息，但在驾车旅游等地方没有DC19V电压直接给笔记本供电，那么就需要利用车载充电器进行升压充电，由于目前市面上车载充电器竞争很激烈，所以就需要不断提高技术与降低成本来增强市场竞争力。基于以上现状，本设计是将汽车上的DC12V直接转换成DC19V供给笔记本使用，可调整的范围在0.5V左右。输入电压的范围在10V-15V，有较好的调节能力。
一、开关电源
（一） 开关电源的含义
开关电源简称开关稳压电源，它是用脉宽调制(PWM)驱动功率半导体器件作为开关元件，通过周期性打开与闭合开关，控制开关元件占空比以此来调整输出电压。它和线性稳压电源（AC-DC电源）相比，其工作频率在20kHz-500KHz之间，效率甚至可达 65%-70%，而线性电源的效率仅有 30％-40％，因此它比线性稳压电源更节能环保。
（二）开关电源的组成
开关电源的基本组成如图1-1所示。其中DC/DC变换器用以进行功率变换，它是开关电源的核心部分；驱动器能够整形与放大开关电源信号，主要用于满足开关管的驱动请求；信号源产生控制信号，该信号由其他激历或自身激历电路产生，可以是PFM、 PWM或其他信号；比较放大器主要用于对输出反馈信号与给定信号进行比较并运算，控制开关信号频率、幅值 、 波形等，通过驱动器控制开关器件的占空比，以达到输出稳定电压值的效果。除此之外，开关电源还具有辅助电路的功能，包含启动、 过流过压保护、输出采样 、 输入滤波、 功能指示等电路。反馈回路检测其输出电压，并与基准电压进行比较，其误差通过误差放大器进行放大，控制脉宽调制电路，再经过驱动电路控制半导体闭合与导通的通断时间，从而对电压进行调整。DC/DC变换器有很种电路形式，其中控制波形为方波的PWM变换器与工作波形为准正弦波的谐振变换器应用较为普遍。开关电源负载变换瞬态响应主要由输出端LC滤波器的本身特性决定，所以可以通过降低输出滤波器LC、提高开关频率的方法来改善瞬态响应特性。
图1-1 开关电源的基本组成
(三） 开关电源的特点
1. 效率高。工作在开关状态的开关电源，其调整管的功率损耗低，效率高，通常在80％以上，甚至高于90％；
2. 重量轻。它本身没有笨重的电源变压器开关电源，所以节省了许多漆包线和硅钢片，因此它的重量只有线性电源容量的1/5，体积也很小；
3. 稳压范围宽。开关电源的变化范围在90到270 V之间，输出电压变化±2％或更低。合理设计开关电源电路，还可使稳压范围更宽并保证开关电源的高效率；
4. 安全可靠。在开关电源中，因为你可以很容易地设立各种形式的保护电路，当电源出现故障时，负载可以自动切断电源，以保护其功能和可靠；
5. 功耗小。因为高频开关电源，一般在20千赫以上，所以过滤器元件的值，可以大大减少，从而降低功耗；特别是，由于功率开关管工作在开关状态，损耗小，不需要采用大面积散热器，电源温升低，周围元件不致因长期工作在高温环境而损坏，因此采用开关电源可以提高整机的可靠性和稳定性[2]。
（四） 开关电源的分类
1. 按驱动方式分，有自激式和他激式。
2. 按DC/DC变换器的工作方式分：
①单端正激式和反激式、推挽式、半桥式、全桥式等；
②降压型、升压型和升降压型等。
3. 按电路组成分，有谐振型和非谐振型。
4. 按控制方式分：
①脉冲宽度调制(PWM)式；
②脉冲频率调制(PFM)式；
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